直接转矩控制技术在挖掘机行业上的应用（三）

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　　4样机电气系统配置
" u* M+ k/ F7 h$ k8 Y8 f. J: w　　样机电气系统主要由变压器、变频器、电机以及操作室控制平台和PLC组成。其中，提升电机和推压电机各由一台变频器驱动，大车的行走电机和回转电机由一台变频器驱动，二者的电气控制之间具有互锁电路。系统的操作命令由控制室的操作平台经PLC给出。
3 J, [$ R. w: L* O' V& B& u　　5实验分析
1 d- o1 x/ D8 q2 D$ P! Q' @　　将ACS800系列变频器应用于4m3挖掘机的电控系统中，并在湖北葛洲坝水泥厂进行了试验
. O: X$ p1 G. H, B. y8 ]　　其中，提升电机参数:功率200kW;额定频率37.5Hz;额定电流370A;额定转速732r/min;变频器型号为ACS800-04-0440-3，输出视在功率为440kVA;
　　推压电机参数:功率75kW;额定频率38.9Hz;额定电流132A;额定转速1150r/min;变频器型号为ACS800-04-0260-3，输出视在功率为260kVA。
　　5.1提升机构试验结果分析
　　采用直接转矩控制技术在无测速传感器的条件下可完全保证提升机构的真正零速悬停。提升系统零速悬停时电机转速和转矩波形如图4所示(波形由ABB专用调试和监控软件DriveWindow测得)。图中，1-转速估算值;2-转速测量值;3-电机转矩;4-给定转速值。由3图可见，由于采用了FS-Method，当转速给定值由400r/min下降为0r/min时，由变频器根据电机内部数学模型计算得到的电机转速也迅速下降为0r/min，且该转速基本与由测速编码器得到的转速测量值一致，并与转速给定值完全吻合。由于转速在零速时估算的准确性，变频器输出的转矩可始终保持为恒定值，与负载相平衡，故可实现挖掘机提升结构的零速悬停。由此说明，在提升机构采用无传感器控制时，由于ACS800变频器采用了FS-Method的控制策略，由电机内部计算得到的转速值与实际转速基本一致，达到了较高的转速控制精度，实现了无传感器条件下的零速悬停。
! I8 X- H+ [4 i9 h( ^8 q, v　　5.2推压机构试验结果分析
) n: I+ O) G( k　　采用直接转矩控制技术在无测速传感器的条件下可完全保证推压机构的真正零速悬停。推压系统零速悬停时电机转速和转矩波形(波形由ABB专用调试和监控软件DriveWindow测得)。当电机转速给定值由500r/min下降为0r/min时，由变频器根据电机数学模型计算得到的转速估算值也迅速跟踪转速给定值下降为零，并与给定值曲线相重合。由于转速估算的准确性，故变频器输出的转矩给定值和转矩实际值保持为恒定值，与实际负载相平衡，实现了推压机构零速悬停。由此说明，在推压机构采用无传感器控制时，由于ACS800变频器采用了FS-Method的控制策略，同样可以实现无传感器条件下的零速悬停。
8 c6 ^3 a8 _' G　　6结束语
　　在挖掘机行业采用以直接转矩控制技术为核心的变频器ACS800系列可完全满足在无测速传感器条件下的转速控制精度和转矩的高动态响应，可达到额定转矩的200%的起动转矩，而且不必采用机械抱闸装置就可实现提升和推压机构的零速悬停，保证了挖掘机工作的可靠性和具有了高的生产效率。
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