ABB天车专用矢量控制调速装置

　　ASTAT 设计符合起重机的空间要求—1.5MW 的起升机构的控制屏仅有1.6 米高，1.5 米宽。

　　高性能部件设计使起重机能够在高温及恶劣环境下高效运行。

　　高质量的部件，安全特性及诊断程序能保障长久，可靠的运行寿命

　　

　　ASTAT 规格

　　额定电流从 25A 至 2200 A

　　电压从380V 到600V AC

　　最高环境温度 70°C/160°F

　　ASTAT? 是用于工业起重机重型电动机的高度完善的，历经考验速度控制系统，能适应最恶劣的运行环境。今天，ASTAT 将可靠的，高性能价格比的起重机控制带入了计算机时代。通过使用现代的计算机技术，ASTAT 将先进的控制特性与综合信息数据处理相结合以提高其在各个层次的表现。

　　ASTAT 设计适合高利用率场合，高等级的部件，使其具有比般的工业驱动器更大的余量。今天，ASTAT 将可靠的，高性能价格比的起重机控制带入了计算机时代。通过使用现代的计算机技术，ASTAT 将先进的控制特性与综合信息数据处理相结合以提高其在各个层次的表现。

　　ASTAT 设计适合高利用率场合，高等级的部件，使其具有比一般的工业驱动器更大的余量。

　　? 坚固的历经考验的晶闸管控制

　　? 紧凑的低损耗的综合设计

　　? 综合的控制器信息简明显示

　　? 全数字系统保证参数设定不会发生漂移

　　? 工程及设备管理的开放式PC 应用

　　? 用于监测维护及高度自动化的数据通讯系

　　统

　　? 快速的安装及试运转

　　? 高性能的可选项

　　? 模块式设计灵活适应不同要求

　　ASTAT?

　　--起重机经济及高效控制的解决方法

　　由于其高质量的设计，出色的控制能力及安装总成本的优化，ASTAT 是目前最经济的控制EOT起重机或其他装备的控制器。

　　ASTAT 是：

　　效率更高更可靠

　　ASTAT 可以在70%额定线电压的情况下可靠运行，适合供电电压不稳定的场合。

　　多年以来，ASTAT 一直应用于环境温度高达70°C/160°F 的恶劣环境。作为完全数字化的运行控制系统在 极端温度的情况下从北欧的冬天到任何地方，并无设定值上的偏移这一点是独一无二的。

　　安装高效性

　　在电气安装方面，ASTAT 所占空间少且它比其它控制设备轻。它所需外围设备少，具有象PTC 继电器等基本合成功能。

　　对于内部功率损耗，ASTAT 的压降为小于0.5%。所需要的空调制冷量少，在多数情况下，不需空调。

　　对于电动机，不同的电缆类型及长度均可适应。控制电缆可与动力电缆线及照明缆线一同铺设，而无受干扰的风险。

　　运行更为简便低成本

　　ASTAT 拥有第一流的转矩响应，而转矩和直接接到电源上的电动机相比并无减少。起重机驾驶员非常易于控制！

　　作为一个闭环速度控制装置，ASTAT 提供了一个从零转 速开始与负载无关的速度控制，并减少了制动器及接触器的磨损。

　　对于起重及同类应用，下降的能量被回收并反馈至电网 。

　　在恶劣环境下的自动化

　　ASTAT 具有光纤通讯功能，用以集成到整体的自动化系统。

　　如脉冲编码器及激光发送器之类的传感器可直接连至ASTAT，而不需另外的接口模块。

　　通过这种方式，安装了独立ASTAT 的起重机可进行完全的自动化控制。

　　易于维护

　　简化系统能快速并容易掌握。

　　内部的故障诊断简便直接，可以加快紧急故障处理速度。ASTAT 也可连接至上一级的监控系统，并具有更多扩展功能以使维护的日程化得以实现 。

　　

　　能量平衡- 维持低运行成本的关键。ASTAT 系统的总体能量损失较少，同有再生制动功能的变频器相比有优势，其优点是在于在许多情况下，不需复杂昂贵的环境温度控 。

　　ASTAT?

　　--适应高要求应用的先进控制器

　　工业起重机电动机高性能价格比的控制

　　ASTAT 是一个成熟的晶闸管相位控制的起重机电动机控制系统。它包含了所有起重机控制的常用功能，如主令控制器控制，带减速及停止功能的限位开关逻辑，接近零速时的自动制动及闭环速度控制。

　　使用新开发的转矩及电流调节器，并在固有的稳压控制特性支持下，ASTAT 通过改进了起重机的响应优化了电动机控制，并通过控制的平滑处理，减少冲击。延长了部件寿命。能量损耗少，部件寿命长，对于传动系统及操作人员的压力小，这些特点意味着ASTAT 给你更高的利用率及更好的控制。

　　快速安装并试运转

　　ASTAT 实现快速，无故障的安装。该系统的模块化特性使之容易适应单一用途的起重机结构，对于电气室的要求较低，主要部件恒温的成本低。电源及控制信号易于连接，布线简单。

　　ASTAT 调试也同样容易。大多数参数在交付前已设置好，现场只需设置少数参数。一种专门的试运转方式允许对机械轴系和主要电路进行快速的现场测试。

　　使用一台标准的个人电脑来设置现场运行参数及通过对话框进行试运转，并可对所有参数进行动态监视，记录，打印。

　　操作简易

　　ASTAT 提供了综合的信息，显示方式简单。通过起重机状态的LED 阵列，迅速提供起重机状态的面板显示，使操作者对关键信息一目了然。

　　主令控制器可以是有级或无级。由用户决定是用速度控制还是转矩控制。所有其他操作均为ASTAT 控制 系统的内在的组成部分

　　维护简易

　　先进的诊断技术，所需部件少，耐热性高，插入式组 件，运行控制能力提高，起重机结构上的压力减少，这些都使维护工作更加简单，频度减少所有规格的ASTAT 都有一个共同的备件清单，减少了用于不同起重机所需的不同备件的数量。在世界上有5000 套以上的ASTAT 在使用，主要应用于起重设备，ABB 积累了技术支持方面的大量经验。

　　零件更经济

　　对于整个功率范围，ASTAT 系统共享共同的部件，因此减少了所需的库存备件种类。插入式连接使更换工作更快，更方便。

　　固有的稳定控制

　　象汽车一样运行，ASTAT 使用两种控制变量：与汽车加速器相仿的定子控制及与变速箱相仿的转子控制。

　　为了进一步说明这种类比，一个好的司机只在紧急情况下使用制动器并将之当作一个泊车制动器。

　　作为现代化的汽车，该控制系统包含附加的功能，例如巡回控制（速度调节器）及自动式变速箱（转子特性的优化）

　　采用电压控制的定子控制调节电动机的转矩

　　目的是维持所需速度。这是通过控制电动机转矩实现的。最大转矩约与电压的平方成正比，上述例子中，线电压从100%降至80%时将把速度从同步转速的78%降至63%。

　　每一相使用一对晶闸管，输出电压可以平滑地从全电压降至0。

　　微处理器通过调节晶闸管上触发脉冲的位置，控制施加给电机定子的电压。

　　改变转矩的方向

　　反向时不需接触器，正向转矩由晶闸管对1，2 和3 来实现，反向转矩由1，4，5 实现。转矩方向改变不超过10毫秒。

　　通过优化电阻来实现转子

　　控制使电动机具有正确的特性

　　滑环电动机转矩可通过改变外部转子电阻实现在任一速度上的可控制性。在此例中，92%及57%的速度上升及38%的速度下降只能通过改变电阻来实现。

　　当下降方向时，转速略高于电动机同步速度，在此例中，运行在同步速度的107%时，电动机会产生能量返回电网。当下降速度达到同步速度时，运行在转子电阻最小R1 曲线，转矩的方向在电气上得以改变，作为发电机运行。在此图中，通过画出下降时倒拉制动及再生性制动的负载线Td 来表示这一点。

　　在以前的ASTAT 控制器中，必需在最低的线电压时的转矩和正常线电压时的电流之间取一个平衡点。新的数字ASTAT 起重机运行控制器不需人工调节，在考虑到瞬时线电压时（如蜂鸟振动翅膀时的频率获得平衡）取得最佳的电动机特性其目的是使电动机电流最小。

　　转子特性曲线的数量根据不同的负载而不同。ASTAT 支

　　持1-5 种的特性曲线。

　　得到最新的电子技术及控制理论支持

　　A）转子电压的频率由先进的数字式滤波器决定。通过使用电网频率作为参照，转子频率的基频成份给出了电动机的转差，该转差给出了数字形式

　　的转速。ASTAT 使用滑环电动机作为实际的整体化脉冲发送对象。数字式信号处理器DSP 用于计算。

　　B）知道了电动机的转差，便可知电动机功率的轴功率。部分电动机的总功率基于精确的电流测量，ASTAT 输出电压，电动机定子电路的有功损耗

　　和矢量运算。转差已转变为电动机转速，电动机轴功率可转化为轴转矩。另外一个数字式信号处理器(DSP)用于转矩计算。

　　C）如使用转子接触器其开关的速度很快。ASTAT 使用一种算法在考虑瞬时线电压及所需转矩的情况下，将电动机的定子电流最小化。使用这种算法，初始调整可被降低，可在较不稳定的电网电压下使用电动机。在设备改造时更容易利用现有的电阻器。

　　D）电流及转矩具有如同优良性能的直流驱动一样3.3 毫秒的响应时间。转矩反向时间限制在10 毫秒之内，对于起重机及类似机械已经足够。在安全方面可防止危险控制情况发生。

　　E）ASTAT 在自动化及信息系统中设计成为智能化部件，需了解更多信息请与ABB 联系。

　　F）驾驶室中安装的远程的输入输出模块。可以用电位器或有级主令控制器。驾驶室故障显示面板是驾驶室输入输出模块的一部分。目前，可使用

　　低成本的塑料光纤维用于超过150 米长的距离通讯。

　　对于节省成本的安装，主令控制器信号可直接连至控制系统的输入输出模块，而不需驾驶室输入输出模块。如使用二个远程输入输出模块，遥控操作和应急操作之间昂贵的转换被降至最小程度，二个模块之间的切换由控制系统输入输出模块的一个DI 实现。

　　G）PC 是离线设置参数及现场调试和故障处理等在线操作的良好工具。

　　

　　关键数据

　　电气数据

　　控制系统模块及晶闸管模块

　　? 运行电压（Ue）

　　380-600VAC 50/60Hz 3 相

　　工作范围70% "110% Ue

　　? 工作电流

　　25-1100(2200)A,

　　100% 或60% cdf, 60h-1,2.5 Ie,6s

　　? 控制电源（Us）

　　115/230VAC ,50/60 Hz 单相

　　工作范围70%"110% Us

　　? 控制回路（Uc）：

　　110 V 内部直流电源

　　驾驶室输入输出模块

　　? 控制供电Us : 24VDC

　　? 工作范围70%"110% Us，

　　? 控制回路Uc : 24VDC

　　? 工作范围70%"110%Uc Uc 可与Us 相同

　　? 温度范围

　　持续运行的额定环境温度：

　　? 控制系统模块和驾驶室

　　输入输出模块 70oC/160oF

　　? 晶闸管 85oC /185oF

　　额定电流值的参照温度

　　? 晶闸管 40oC/105oF 或

　　50oC /120oF 见顺序表格

　　? 防污染设计

　　所要求的爬电距离对于微环境是适用的。出于实际原因，只通过追踪绝缘体特性来满足距离要求的效率不高，微环境是通过制模和涂层来改进的。

　　DASD 晶闸管模块：根据EN6064

　　? 二级污染2500 VAC

　　? 三级污染1000 VAC

　　? 四级污染630 VAC

　　DARA 控制系统模块：

　　符合 EN60664

　　? 二级污染1000 VAC

　　? 三级污染400 VAC

　　? 四级污染250 VAC

　　? 控制系统输入输出：

　　控制系统模块DARA 1001

　　16　数字式输入110VDC

　　8 　数字式输出

　　4 　电动机PTC

　　4 　模拟量输入

　　2 　模拟量输出

　　2 　智能化接口RS232

　　1 　脉冲接收器

　　4 　转子反馈接口用于速度反馈/转子监控

　　驾驶室输入输出　模块DAPM100

　　8 　数字量输入24VDC

　　8 　故障显示面板指示灯的数字输出

　　2　 模拟量输入

　　2 　模拟量输出

　　设置参数及启动时的个人电脑配置要求

　　? 最低1.44MB 3 寸软驱建议用光盘

　　? 视窗95/98 或NT 或2000

　　? CPU 记录器功能取决于CPU 来实现

　　建议奔腾266 兆或以上

　　? 内存记录器功能取决于内存容量来实现

　　建议64 兆或以上

　　? COM1 串口9 针D-sub

　　电动机要求

　　与直接起动的电动机相似。现用的电动机无须滤波器。新的电动机可用传统的绝缘来制造。

　　系统设计

　　技术手册

　　技术手册3BSE017422R0001 提供了系统设计所需的大部分信息。该手册共有150 页包括以下部分。

　　1）ASTAT 系统基础

　　2）ASTAT 系统设计

　　3）设计调试及故障查找软件

　　4）功能

　　5）EMC 的考虑

　　6）安装

　　7）调试

　　8）ASTAT 的维护

　　9）故障查找

　　10）备件清单

　　11）安装线路图

　　12）参考部分

　　功能– 参数组

　　第一组 标识

　　第二组 运行类型

　　第三组 基本信息

　　第四组 电动机信息

　　第五组 ASTAT 配置

　　第六组 制动器信息

　　第七组 速度反馈

　　第八组 速度给定

　　第九组 速度调节器

　　第十组 速度监控

　　第十一组 电流/转矩调节器

　　第十二组 转子电阻

　　第十三组 电缆卷筒功能

　　第十四组 机械过载

　　第十五组 松弛绳功能

　　第十六组 软限位开关功能

　　控制屏

　　手册中给出了开启式控制屏或封闭式控制柜设计的不同的建议。

　　同时也给出选择辅助部件的规则。

　　PC 工具

　　设置新的系统，和现有系统设置更新，需要一种特殊的软件及普通连线来连接PC及ASTAT。新系统组态时，只需设置参数，无需编程，下图为参数设定对话框。

　　

　　指导图纸

　　电路图空白部分作为电气工程师的工具。空白部分用以打印手册中的表格和ASTAT 工具光盘的dxf 文件。

　　型号规格

　　

　　

　　模块选择

　　控制系统模块

　　DARA 1000 及 DARA 1001

　　? 　保护IP41

　　? 　计算损耗20W

　　? 　温度范围最高 70°C

　　? 　每套装置选择1 个模块

　　? 　转子频率作为速度反馈或需要精确

　　的转矩控制时，选用DARA1001

　　? 　无转子监控，精确度要求不高的

　　转矩控制，用测速机反馈时，选用

　　ARA1000

　　? 晶闸管模块DASD

　　? 　保护IP20

　　? 　对于电动机（15，25，40，60

　　或100%）任何工作制ED[%>，

　　额定电流容量均有效

　　? 　计算损耗

　　P损耗=P0 1.25 * ED[%>*3*

　　I1*ΔV[W>,1.25 是启动电流倍数

　　I1是正常机械负载电流P0及ΔV从

　　表中得出

　　? 　温度范围在 40°C 或 50°C 时的

　　额定值已给出。最高 85°C。温

　　度在 40°C 或 50°C以上时，以

　　1.2%/K 降低允许电流。不降低额

　　定值情况下的最高海拔是

　　1000m.a.s.l

　　? 　通常每套装置选择1 个模块，但两

　　套装置可并行使用而无需降低电流

　　值。

　　? 转子反馈模块DADT100

　　? 　保护IP41

　　? 　经计算的损耗3W

　　? 　温度范围最高 70°C

　　? 　连接转子电压至DADT100 模块。

　　安装于控制系统模块的周围，

　　DADT100 有一根1 米长的电缆

　　连至DARA1001

　　? 　每个运行机构选择1个DADT 100

　　模块用于转速反馈

　　? 　或者，每个运行机构选择1 个

　　ADT100 用来独立地监测测速机的

　　转速反馈及转子状态。

　　? 　也可以选择2个或4个DADT100 模

　　块，使用每个运行机构2 个电动机

　　中的1个或4 个电动机中的2个，

　　为应急状态下使用，在组态时可选

　　择不同的电动机作为速度反馈。

　　驾驶室输入输出模块DAPM100

　　? 　保护IP 20

　　? 　计算损耗：3W

　　? 　温度范围：最高 70°C

　　? 　每个运行机构，选择一个模块。最多为两个单元一个用于

　　起重机上驾驶室操作，第二个用于遥控器操作。

　　? 过压保护模块DASG

　　? 　保护：IP20

　　? 　计算损耗：50W

　　? 　温度范围：最高 70°C

　　? 　防止尖峰电压，并监视线电压及相序。

　　? 　每一台起重机或其它机器选择一个DASG

　　? 热交换器

　　? 　保护：IP55

　　? 　温度范围：环境 70 °C /控制柜内最高 85°C

　　? 　晶闸管模块的选择指导：

　　- 环境温度Tamb°C

　　- 机械所要求的电流是I1 A

　　- 所要求的ASTAT 控制器电流

　　- Ie 100*I1/(100-(Tamb 10-TDR)*1.2), 此处TDR等于

　　- 50 对于晶闸管模块比率200A 及630A。

　　- 40 对于晶闸管模块比率355A 1000A 及1100A

　　- Ie 不得小于I1。

　　- 作为I1 及表中所述c，d，f 的一个函数选择热交换器

　　ASD532001C80 正确的编号

　　

　　? 　带有热交换的控制柜高度：适合热交换的最佳选择1800 毫米

　　400 毫米

　　? 　无热交换控制柜高度最佳选择1800 毫米

　　? 　有或无热交换的控制柜宽度最佳选择800 毫米1000 毫米或

　　1200 毫米

　　? 　有两个热交换的控制柜宽度最佳选择1200 毫米

　　? 　有三个热交换的控制柜宽度最佳选择1800 毫米

　　? 　安装说明：每个控制柜有200 毫米间隙，所有的控制盘安装

　　在一起需保持其间通风

　　ABB 提供了一系列的用于起重机控制的产品，具有各种类型起重机运行的广泛经验。ABB 提供了起重机驱动及控制要求方面有竞争性的及有效的解方案。

　　ABB，拥有200，000 名员工为100 多个国家的客户提供服务。它是冶金行业技术开发及处解决方案方面的领导者。

　　从高质量的输配电系统到集成驱动及控制系统，从设备的处理自动化组件到起重机物料输送从环境产品和系统到安装，试运转及培训服务。在冶金方面，你无须费力寻觅。ABB 是你合适的电气领域的伙伴。