浅谈变频调速在起重行业上的应用.docx

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1、浅谈变频调速在起重行业上的应用任师道导语：摘要为知足起重机调速系统平稳、高效和节能等性能要求，起重机采用沟通变频调速技术是一种有效的解决方案。随着施工企业对起重机调速性能要求的不断进步，串电阻调速、定子调压调速和串级调速等传统调速方法的弊端日趋显现，这几种常规调速方式要求定期维护，由集电环和电刷引起的故障较为常见，再加上大量继电器、接触器的使用，致使现场维护量较大，调速系统的故障率较高，而且调速系统的综合技术指标较差，已不能知足工业消费的特殊要求。沟通变频调速技术开展及广泛应用，为起重机控制系统大范围、高精度调速提供了可能。它具有高性能的调速指标，并且高效、节能，其外围控制线路简单，维护工作量

2、小，保护监测功能完善，运行可靠性较传统的沟通调速系统有较大的进步。1变频调速优点变频调速技术应用于起重机后，与市场上大量使用的传统的绕线异步电动机转子串电阻调速系统相比，可带来以下经济效益和平安可靠性。1变频起重机运行平稳，起、制动平缓，运行中加、减速时整机振动和冲击小，平安性进步，延长起重机机械局部寿命。2通过电机增设编码器，实现变频调速闭环控制，有效的防止溜钩，确保起升作业的平安可靠运行。3能实现无极调速，调速范围宽，能适应各种调速范围大的场合。4通过变频器可以检测、监视电机及系统运行，结合PLC、触摸屏，可大幅度进步起重机电控系统的可靠性，实现工业自动化控制。5机械制动器在电动机低速时动

3、作，主钩以及大、小车的制动由电气制动完成，所以机械制动器的制动片寿命大为延长，维护保养费低。6沟通接触器大量减少，电动机主回路实现了无触点化控制，防止了因接触器触头频繁动作而烧损以及由于接触器触头烧损而引起的电动机损坏故障。7采用构造简单、可靠性高的鼠笼异步电动机取代绕线转子异步电动机，防止了因集电环、电刷磨损或者腐蚀引起接触不良而造成电动机损坏或者不能起动的故障。2起重机各运行机构特点1起重机需要很大的启动转矩，通常超过150%的额定转矩，假设考虑静载超载实验等因素，至少应在起动加速经过中提供200%的额定转矩。2由于机械制动器的存在，为使变频器输出转矩与机械制动器的制动转矩平滑切换，不产生

4、溜钩现象，必须充分考虑变频器启动信号与机械制动器抱闸释放信号的控制时序。3当起升机构吊钩下降或者平移机构急减速时，电动机将处于再生发电状态，其能量要向电源侧回馈，必须根据不同的现场情况考虑怎样处理这局部再生能量。4起升机构在起升重物分开或者接触地面瞬间负载变化剧烈，变频器应能对这种冲击性负载进展平滑控制。3起重机变频器的选型原那么下面以平臂塔式起重机的起升和变幅机构为例，讲明变频器选用原那么做以具体讲明。3.1起升机构变频器的容量必须大于负载所需求的输出，即：式中：k变频器功率，kW；k过载系数1.33；PM负载要求电动机轴输出功率，kW；电动机效率；cos电动机的功率因数。起升机构要求的起动

5、转矩为1.31.6倍的额定转矩，考虑到需有1.25倍的静载超载要求，其最大转矩需有1.62倍的额定转矩，以确保其平安使用。对于拖动等额功率电动机的变频器来讲，可提供长达60秒、150%额定转矩的过载才能，因此过载系数k=2/1.5=1.33。在变频器容量选定后，还应做电流验证，即：2式中：k电流波形修正系数一般取1.051.1；ICN变频器额定输出电流，A；IM工频电源时的电动机额定电流，A。大吨位起重机起升机构大多配置两个独立的驱动机构，起升机构的变频调速传动方案采用一台变频器带一台电动机的一拖一方案，为了进步低速传动时的动态特性和高转矩输出才能，每台电动机采用带脉冲编码器的速度闭环控制。两

6、台变频器之间采用变频器提供的具有功率平衡和速度同步控制功能的主从控制方案，以实现两套机构的同步可靠运行。3.2变幅机构起重机的平移机构分大车机构和小车机构，两种机构一般采用多台电动机传动方案。由于起重机平移机构的转动惯量较大，为了加速电动机需有较大的起动转矩，因此起重机平移机构所需的电动机轴输出功率PM应由负载功率Pj和加速功率Pa组成，即：由于平移机构采用一台变频器拖动多台电动机的通用U/f开环频率控制方式，因此在变频器容量选择时，还要知足以下公式：式中：k电流波形修正系数PWM调制方式时取1.051.1；n1台变频器拖动的电动机数目；ICN变频器额定输出电流，A；IM工频时单台电动机的额定

7、电流，A。由于在变频器一拖多通用V/f开环频率控制方式中，变频器提供的电子热继电器保护功能无法实现对单台电动机的过载保护，为此在每台电动机前端应增设热继电器，以实现对单台电动机的过载保护。4变频调速制动时再生能量处理当采用变频器传动的起升机构拖动位能性负载下放或者平移机构急减速、顺风运行时，异步电动机将处于再生发电状态。逆变器中将传动机构的机械能转换成电能回馈到中间直流回路，并引起储能电容两端电压升高。假设不采取必要的措施，当直流回路电容电压升到保护极限值后变频器将过电压跳闸。在高性能的工程型变频器中，对连续再生能量的处理有以下两种方案。1变频器直流回路设置电阻器，让连续再生能量通过电阻器以发

8、热的形式消耗掉，这种方式称为动力制动。这种方式，是较常用的能量释放方式，从此方面讲，存在能量损失。2变频器配置能量回馈单元，将连续再生能量回馈电网，这种方式称为能量回馈。采用能量回馈是当前变频调速节能的应用方案。5结论起重机电气控制系统采用沟通变频调速控制方案，可有效进步起重机各机构的控制性能，实现起重机节能、平稳、可靠运行。但考虑变频器适用电压及波动、温度、湿度等运行环境，在确定起重机控制方案时，是否选用变频调速，采用哪种变频器，应结合现场使用实际及工作环境温度等条件确定，防止因选型不当，影响起重机正常运行。【参考文献】 1王进峰，张峰，王常虹，等.起重行业变频器选型方法J.电机与控制应用，2020，36(10). 2冀文榆.PLC控制变频调速在选煤厂供油系统和桥式起重机中的应用J.科技情报开发与经济.2020(06). 3龚联方.变频器在桥式起重机上的应用J.2020,第23期:83-83. 4韩安荣.通用变频器及其应用M.北京：机械工业出版社，2000.