變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用

文/居友冠 錢勇剛

信息化時代的到來，變頻調(diào)速技術(shù)得到不斷革新，鑒于此項技術(shù)的優(yōu)勢與實際作用，其已被廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，其和直流調(diào)速系統(tǒng)相比，其具有結(jié)構(gòu)簡單、運行效率高、調(diào)速指標(biāo)高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)勢，其可為起重機(jī)驅(qū)動提供重要條件。變頻調(diào)速技術(shù)的運行效率很高，其維護(hù)起來也比較方便，工作量少，能實現(xiàn)對設(shè)備的全面監(jiān)測，從而為起重機(jī)運行奠定基礎(chǔ)。可見，變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢是顯而易見的。

1 變頻調(diào)速技術(shù)的主要特點

當(dāng)前，我國在科技領(lǐng)域取得了實質(zhì)性的發(fā)展，其中，變頻調(diào)速技術(shù)就是一項重要產(chǎn)物。鑒于變頻調(diào)速技術(shù)的實際特點，將其應(yīng)用到起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，能獲得更為理想的效果，以下就變頻調(diào)速技術(shù)的主要特點予以闡述。

1.1 調(diào)速范圍比較大

在起重機(jī)變頻器內(nèi)都會進(jìn)行專項的模塊設(shè)計，其具有集成性能佳、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點。而今，起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制目標(biāo)，其在調(diào)速上具有高度的可靠性，且防失速能力大大增強(qiáng)，也使得限速能力得到不斷提升。關(guān)于起重機(jī)，操作者應(yīng)結(jié)合作業(yè)的實際要求，應(yīng)增強(qiáng)力矩控制力，科學(xué)選擇合適的操作電位器，提升急速負(fù)載波動的環(huán)境適應(yīng)力，能及時對檔位速度值進(jìn)行隨機(jī)更改，以達(dá)到無級調(diào)速的效果。

1.2 結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)

在起重機(jī)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，要求此系統(tǒng)要具備接地保護(hù)與過流保護(hù)的基本功能，設(shè)置控制柜，其結(jié)構(gòu)相對簡單，也具備一定的自診斷性能，從而確保整個系統(tǒng)運行的可靠性，從而更好的開展檢修工作。對起重機(jī)起升系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的升級，便于增加維修空間，也減輕起重機(jī)重量，將整個鋼結(jié)構(gòu)受力結(jié)構(gòu)予以改善，這對于后續(xù)的維修與保養(yǎng)也更為方便。變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，形成了完整的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，其具備了欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)與短路保護(hù)等多種功能，還具備超載報警性能，借助PLC功能來將故障顯示出來，結(jié)合故障類型提出科學(xué)的處理措施。

1.3 安全、節(jié)約

通過對起重機(jī)運行原理的分析，其主要是由閉環(huán)矢量來進(jìn)行控制，主要具備零速轉(zhuǎn)矩基本性能。若起重機(jī)的制動器出現(xiàn)故障后，會產(chǎn)生系統(tǒng)失靈現(xiàn)象，此時，變頻器會增加輸出轉(zhuǎn)矩，強(qiáng)大的輸出量會讓負(fù)載下滑停止，便于增強(qiáng)系統(tǒng)安全性。自動節(jié)能條件下，變頻器既可提升系統(tǒng)安全性與功率因數(shù)，還可提升系統(tǒng)運行效率，節(jié)電率可達(dá)到約20.0%。

1.4 效率高，對設(shè)備磨損小

結(jié)合負(fù)荷的大小，起升系統(tǒng)可實現(xiàn)自動化切換，便于實現(xiàn)主鉤、副鉤與空鉤不同擋位來實現(xiàn)速度的科學(xué)切換。擋位自動化切換的實現(xiàn)，能有效減少速度切換所產(chǎn)生的時間，便于降低勞動強(qiáng)度系數(shù)，從而可提高起重機(jī)作業(yè)效率。在啟動變頻器時，主要采取軟啟動與軟制動的方法，能適度降低對鋼結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的沖擊力，能適度減輕剎車片與制動輪間所產(chǎn)生的磨損，可適度減小設(shè)備的磨損。

2 變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用

全面分析起重機(jī)的基本運行狀態(tài)，為更好的達(dá)到升降效果，設(shè)計出矢量控制變頻器，能大大提升整個調(diào)速系統(tǒng)運行的安全性，應(yīng)在開機(jī)之前開展力矩校驗，并對制動器進(jìn)行科學(xué)性監(jiān)測，以避免發(fā)生載荷倒拉問題。此外，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)時，還能達(dá)到電動機(jī)輸出力矩記憶性能，對變頻器轉(zhuǎn)矩進(jìn)行自動化記錄，還要對電機(jī)參數(shù)進(jìn)行自動化監(jiān)測，實施電機(jī)的自檢測。調(diào)速系統(tǒng)運行時，應(yīng)準(zhǔn)備好脈沖編碼器接口，防止發(fā)生遛鉤問題，從而增強(qiáng)變頻器動態(tài)響應(yīng)性能，以達(dá)到轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制效果，以求從整體上提升變頻驅(qū)動性能。

起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要包含電控設(shè)備、異步電動機(jī)與機(jī)械設(shè)備，其中以變頻器為主。電動機(jī)基本類型影響著轉(zhuǎn)矩，而生產(chǎn)機(jī)械特性也會影對負(fù)載轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生影響，二者呈現(xiàn)獨立狀態(tài)。啟動變頻器時，主要發(fā)揮異步電動機(jī)電壓頻率，主要實施S形、限時與限流加速三類方式。若變頻器存在電流限制性，可選擇限流加速方法；若變頻器加速時需要緩和，應(yīng)選擇S形加速方式；若變頻器屬于階躍式轉(zhuǎn)速變頻器，最好選擇限時加速方式。若起重機(jī)為塔式建筑類，其升起的高度很高，最好選擇恒定轉(zhuǎn)矩控制模式，且要求電動機(jī)功率要與負(fù)載功率進(jìn)行匹配，將低速轉(zhuǎn)矩加大，從而更大程度上強(qiáng)化轉(zhuǎn)矩過載力。在低速狀態(tài)下，若運行時間偏長，應(yīng)及時強(qiáng)化電動機(jī)散熱性能，此時，應(yīng)使用強(qiáng)迫通風(fēng)式電動機(jī)，增加變頻器的容量，可防止出現(xiàn)電機(jī)溫度偏高的問題。

起重機(jī)制動之時，應(yīng)選擇變頻調(diào)速技術(shù)，其性價比相對較高，利于降低系統(tǒng)運行成本，從而實現(xiàn)對再生能力的高效利用。借助變頻調(diào)速技術(shù)，能將載荷離地速度予以改變，能有效降低機(jī)械制動時所產(chǎn)生的沖擊力，也可降低啟動應(yīng)力系數(shù)，最終實現(xiàn)無級調(diào)速，能有效強(qiáng)化電動機(jī)制動模式，可降低起重機(jī)自身的重量，能有效節(jié)省柜體內(nèi)的空間。起重機(jī)的運行，應(yīng)用PLC的實際優(yōu)勢，便于減少成本，且運行效率高，啟動的電流也變得更低，定位精度也更高，便于延長起重機(jī)使用壽命。

3 結(jié)束語

綜上所述，變頻調(diào)速具有高度的運行特性，其精度高、調(diào)速范圍寬，能讓整個系統(tǒng)實現(xiàn)低速而平穩(wěn)的運行。若變頻調(diào)速系統(tǒng)在啟動與制動時較為平穩(wěn)，定位相對精準(zhǔn)，負(fù)載波動偏大之時，速度不會出現(xiàn)明顯的變化?；赑LC的變頻調(diào)速系統(tǒng)，其利于提升起重機(jī)安全系數(shù)與功能穩(wěn)定性，還可適度延長起重機(jī)使用壽命，能讓變頻調(diào)速技術(shù)朝著可靠度高、智能化層面發(fā)展。

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