淺談起重機械節能應用技術

孟照軒

摘要：起重機是我們日常活動中司空見慣的設備，物料搬運、平移運輸機電設備和為重工業企業安裝設備等，就是平時人力搬運不了的東西人們都是想到它。但是，我們知道起重機的機電設備不可能自己就活動的，它必須依靠能源來驅動。所以，如何在使用起重設備的時候，落實國家把節約放在首位的能源發展戰略。

關鍵詞：起重機；節能；技術

中圖分類號：TH2文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2012）03-0-01

國家鼓勵和支持節能技術的研究、開發、示范及推廣工作，促進節能技術創新與進步。對高耗能的設備進行改造，按照國務院的規定實行節能審查和監管。這樣，起重設備的節能改造的工作，就提到我們的日常工作中來了，而且必須進行。

首先，我們要對高耗能起重機械實行能效測試，加強對起重機械使用環節的節能監管工作。起重機是主力機電設備，它具有投資成本小、機動靈活性高、可轉場作業環境、便于分批分期采購等優點，一直受到廣大企事業的歡迎。但是，傳統的起重機械能量轉換效率比較低、能耗比較大、成本比較高。同時也產生巨大噪音給使用的環境造成了污染，這與日益嚴格的環保要求有一定距離。在經濟飛速發展的今天，我們應該對傳統的起重機械進行重新認識，以往的節能降耗技術主要是采取提高能源利用效率和把掛在下方重物或物料利用運行機構制動時產生的再生回饋能量儲存起來加以利用的技術措施，通過提高整機能源利用率來實現節能降耗的。同時，在進行工作的時候，把再生反饋能量采用成熟的能量回饋技術，整合回收，達到提高能源利用率的目的。由于起重機在工作過程中有大量的勢能和電能的相互轉換過程，因此，回收利用從勢能轉換的電能，并通過起重機的供電裝置向公共供電網絡回送，這樣就可以起到可持續利用的目的。

其次，傳統的起動機械驅動方法一般采用直接啟動電動機或改變電動機極對數進行調速或渦流制動器進行調速再有改變可控硅串級進行直流調速。這幾種方法都是在不改變能源利用量的情況下的有極調速，調速范圍極小，無法高速運行，只能在額定速度下進行調速，且低速環境下就位性能極差，長期低速運行會引起電陰器、渦流制動器嚴重發熱，啟動電流過大，對電網沖擊也大，常在額定速度下進行起重機械制動，對起重機械的機構沖擊非常大，制動閘瓦磨損嚴重，同時能源的消耗有增無減。所以我們需要采取變頻調速技術對起重機進行改造，因為這樣對電動機要求不高，采用普通異步電動機即可。電機制造工藝簡單，使用維護方便，無論是在起重機老產品還是新產品設計生產，變頻調速器都是優選方案。

第三，我們要提倡生產高性能變頻調速裝置，這樣的設備對電網適應性強，啟動轉矩和低速轉矩高，速度響應快，速度控制范圍寬，可進行直接轉矩控制，其完善的保護功能如過流、接地、輸入輸出斷相錯相、過熱等保護，加減速度可選，加減速時間可調，提供多種制動方式以及控制系統監控功能。尤其是矢量控制技術及直接轉矩接入控制技術的應用，使交流電動機具有比直流電動機更好的動態特性，變頻調速裝置的先進性適用于起重機的惡劣工況，對改善起動機的調速性能、提高工作效率和功率因數、減少起制動沖擊以及增加起重機使用的安全可靠性是非常有益的。適合于交流變頻的起重機械應用的節能技術，不論是通過裸滑觸線還是安全滑線或電纜卷筒供電均適用于該項節能技術。它是從交流變頻器的直流母線上將勢能轉換的電能通過一個直流一交流變流器回饋到供電網絡。這種技術通用性強，適合所有型的變頻器，并且工程施工簡單，成本較低。

第四，我們縱觀全國各地在起重機的節能改造工作上有很多成熟的經驗，比如在鐵路、港口等地方運行的集裝箱吊車、抓斗吊等都進行了改造。主起升機構電機為繞線式電動機的，可以通過可控硅調節電機定子交流電壓和改變電機轉子電阻相結合的方式進行調速控制，其他系統均采用繼電接觸器控制。對于接觸器動作頻繁故障率高，且備件消耗量大的問題，他們就用獨立電能回饋裝置的交流變頻系統的應用節能技術進行改造，它可適用于現有的各類變頻器產品，該技術性能穩定，完全達到國外供應商產品的性能。獨立的電能回饋裝置帶來的益處很多，電氣系統的部件更加標準化、體積小、功耗小、電磁波少、方案靈活。轉子用電阻器長期處于發熱狀態故障多，電阻器發熱消耗大量能源，粗略測算年耗電十幾萬度。受當時控制水平所限，定子調壓系統采用模擬控制方式。

第五，地起重機工作過程中的勢能是一種對環境無任何污染的綠色能源，回收由勢能轉換的電能對未來社會經濟的發展有重要意義。這就好比我們在使用能源的同時也在創造能源，這就是可持續發展。由于分離元件壽命短、離散性高，影響調節系統的穩定性，因而需經常調整控制系統參數，模擬系統參數調整較麻煩，時間長，常常影響設備正常使用，整個控制系統耗能大，不利環保節能。將定子調壓調速系統改為帶電能反饋的節能型變頻調速系統，取消轉子電阻，取消接觸器控制，采用直流母線方式、傳動系統整流回饋裝置和逆變器進行控制，關鍵元器件引進、自主技術集成的改造路線，以降低成本。實踐證明，以上的幾個方面對于起重機的節能改造是有益的。

由于交流變頻技術對于起重機的節能起到革命性的作用，所以國內已有眾多的起重機制造企業采用變頻驅動技術。但是，這么改進是要提高成本的，因此有很多的用戶害怕一次性投資過大，往往不使用。因此，我們應該在推廣這個新技術的同時要求企業通過技術革新，降低成本，另一個方面大力宣傳起重機節能技術的重要性，實際使用的安全性，這樣我們才可以讓這個新技術真正成為起重設備節能的必然。能夠按實際需要配置所需的回饋容的節能量，以改變轉差為手段的起重機調速系統作變頻回饋改造節能十分顯注、花錢不多、意義重大。不受制于任何一家變頻器供應商的售價牽制，可為國內用戶提供最大的利益和實惠。

沉舟測畔千帆過，只要我們把起重機的節能改造的意義宣傳好，把節能技術不斷完善，讓用戶嘗到改造的甜頭，我相信，起重機的節能工作一定會成效顯著。