這裡主要講解雙吊點門式起重機起升機構的機械結構和電氣系統的特點，方便我們從硬體上闡述了杭州三科SKI800系列工業變頻器在雙吊點門式起重機上實現負載平衡的方法，並列出了大致的除錯步驟與主要除錯引數，並針對負載平衡控制技術除錯過程中出現的主要現象給出了具體的解決辦法。
一、引言
門式起重機在水電站的主要功能是用來起吊閘門,當然其它零星起吊工作也能夠進行。而在進水口壩段上是用它來完成起吊工作閘門、檢修閘門和攔汙柵;在溢流壩段用它起吊溢洪道的工作閘門和檢修閘門;在壩後尾水管處用它起吊尾水閘門。當門機在起吊比較寬的閘門的時候，單吊點就不能滿足閘門啟閉要求，這時我們就要用到雙吊點結構型式的門機來起吊閘門。
非洲某地水電站製造的2×1600kN雙向壩頂門機主要用於溢洪道表孔檢修閘門、溢洪道底孔事故檢修閘門和進水口檢修閘門的啟閉以及進口攔汙柵、表孔弧門、進水口快速閘門的安裝及維護時的吊裝。
本文主要以SKI800系列過載變頻器在雙吊點門式起重機上的負載平衡控制方案。
二、雙吊點門式起重機的特點
1、機械結構特點
本門機起升機構為雙吊點，由兩套雙聯平行折線捲筒分別帶動一套起重吊具（動滑輪組）。每套捲筒經由一套開式齒輪副以及一臺硬齒面臥式減速器，各由一臺變頻電動機（QABP225S8A）驅動。兩套捲揚機構之間設有中間浮動軸，從而實現兩套起升機構剛性連線，雙吊點同步，減速器、電動機之間採用齒輪聯軸器及浮動軸連線。
2、電氣系統特點
由於此起升機構電氣控制系統中採用“一拖一”控制方案，即起升機構兩臺相同電機特性曲線的電機分別由兩臺相同變頻器單獨控制，兩臺起升電機透過浮動軸作為剛性連線，即兩臺起升電機速度保持同步。由於非同步電機滑差的特性決定了在兩臺以上電機同時驅動一個剛性負載時，會發生負載分配不均的現象，嚴重的情況下甚至可能在輕負載狀態下發生一臺電機拖著另一臺電機工作，一臺電機處於電動狀態，一臺電機處於發電狀態的情況。在這種情況下，兩個電機速度同步已經由機械保證，如果採用兩個變頻器分別驅動兩臺電動機，則要求變頻器能提供力矩均衡控制。為了避免這種情況，使門機每個吊點的力矩均勻分配，本門機的起升機構採用負載平衡方式，除錯較為簡單可靠。變頻器採用三科SKI800系列高效能向量型變頻器，其硬體線路如下所示：
圖2變頻器主迴路原理圖
三、負載平衡的實現方法以及除錯步驟
基於此臺裝置中兩臺起升電機透過機械部分連線，二者速度相同，且每一個電機都由一個變頻器來控制，利用三科SKI800變頻器負載平衡功能，可用於提高兩臺電機間的轉矩分配，為此，基於轉矩來改變速度。
1#變頻器與2#變頻器均採用閉環向量控制（開環控制也可以），1#變頻器和2#變頻器都使用同樣的速度給定，這個速度給定可以是模擬量，通訊或透過端子的預置速度，這裡採用模擬量給定。這種方式在SKI800系列變頻器採用閉環方式後可實現高的速度精度和低速下的大轉矩輸出。SKI800變頻器負載平衡實現方法如下：
在設定變頻器的引數前，先分別進行電機自整定，自整定透過之後分別將相應引數下載到對應的變頻器中去即可。
負載平衡引數設定的方法：1#變頻器和2#變頻器引數基本設定為一致，負載平衡（LBA）都設定為YES，負載修正（LBC）則根據實際情況做相應調整，一旦LBC設定完畢後變頻器自身則會在這個範圍內做微調。負載修正（LBC）值一般調整的方法則是起吊一定比例的重物，觀察1#與2#變頻器輸出轉矩、電流等引數，如果1#與2#變頻器輸出轉矩或電流相差越大，相應的變頻器則報“負載不跟隨”故障，這時則調小兩臺變頻器的負載修正（LBC）值直到兩變頻器輸出轉矩與輸出電流一致或相差不大即可。
四、主從除錯主要引數
在設定變頻器的引數前，先分別進行電機自整定，自整定透過之後分別將相應引數下載到對應的變頻器中去即可，這裡列出變頻器主要的負載平衡控制引數，如下所示。
五、除錯故障處理
1、除錯故障現象
門機起升機構通電後起升機構以一個恆定的低速和高速空載連續執行，負載修正（LBC）值設定為預設值，觀察兩臺起升電機各自變頻器輸出的電機轉矩，此時兩個起升變頻器輸出的轉矩最大相差2%、電機電流以及轉速基本一致，如果起升機構緊急加速時則表現出兩個電機發出“嗚嗚”的聲音，速度加速到設定值時，則電機聲音恢復成正常。起升機構慢慢載入25%、50%、75%、100%、125%額定負載後，觀察兩臺起升電機各自變頻器輸出的電機轉矩，發現兩臺電機轉矩差值慢慢的開始加大。負載載入到額定值的125%時，啟動起升機構以一個恆定的速度執行，剛開始兩臺變頻器各自執行正常，隨著連續執行時間的積累，兩臺電機轉矩差值慢慢在加大，差值超過一個範圍後，最後其中一個變頻器報“負載不跟隨”故障，此刻兩臺變頻器引數不做調整，將故障消除後起升機構通電啟動瞬間繼續報“負載不跟隨”故障。
2、故障現象解決辦法
當出現以上故障現象後，按照表一設定兩個起升變頻器的主要引數。當以上變頻器主要引數設定完成後，啟動起升機構，在變頻器面板上選擇“1.2監視”，監視“電機轉矩”、“電機電流”、“電機速度”，先監視“電機轉矩”，在電機轉矩基本一致的情況下，再監視電機速度與電機電流。當此三個主要引數基本一致或者相差不大的時候，那負載平衡就除錯成功了。當出現電機轉矩不一致的情況況下，根據實際情況調整LBC負載修正值即可。調整完兩個起升變頻器的相應引數後，起升機構不管緩慢加速還是緊急加速或減速到設定值時，電機都正常執行。從該門式起重機的起升滿負載測試結果來看，兩個變頻器的穩態轉矩誤差在±2%以內，動態的跟蹤響應也比較理想。
六、結束語
經過精心的設計、工廠的測試、除錯以及現場的檢測，三科SKI800系列過載變頻器負載跟隨控制技術已成功地運用用在非洲某地水電站2×1600kN雙吊點雙向門機上，門機現場安裝除錯完後的總圖如圖3所示。經檢測，負載平衡控制技術除錯簡單、實用、穩定、安全可靠，受到老外業主的一致好評，這也為今後起重機械這一方面的電氣控制技術的發展起到了拋磚引玉的作用。