探究變頻調(diào)速對起重機(jī)的影響及對策

何 娟

銀川科安特起重機(jī)制造有限公司 寧夏 銀川 750001

正文：

引言：變頻調(diào)速技術(shù)是一種效率較高的交流調(diào)速技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的交流調(diào)速系統(tǒng)，變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制線路更簡單、運行穩(wěn)定性更高、保護(hù)監(jiān)測功能更加完善，且后期不需要進(jìn)行大幅度的維護(hù)。

1 變頻調(diào)速對起重機(jī)的影響

1.1 變頻調(diào)速的優(yōu)點

1.1.1 調(diào)速范圍大，性能好

起重機(jī)內(nèi)部變頻器中，通常都具有專門的模塊化設(shè)計，所以，通過對變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使起重機(jī)適用于各種惡劣的環(huán)境，且能有效提高起重機(jī)整體的集成度，進(jìn)一步保障起重機(jī)設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行。

1.1.2 明顯改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)

變頻器屬于一種軟啟動以及軟停止系統(tǒng)，在起重機(jī)運行速度控制系統(tǒng)中合理應(yīng)用變頻器，能夠使起重機(jī)的啟動與停止變得更加穩(wěn)定，且能夠使起重機(jī)的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)得到有效的改善。

1.1.3 結(jié)構(gòu)簡單，易維護(hù)

起重機(jī)中的變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，且具有著較強(qiáng)的自我診斷功能，在設(shè)備發(fā)生故障時，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障原因，并對起重機(jī)設(shè)備采取相應(yīng)的保護(hù)措施，從而有效防止起重機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問題。

1.2 變頻調(diào)速對機(jī)上其它電氣設(shè)備的影響

1.2.1 對電源的影響

電壓源變頻器通常用于起重機(jī)上。整流器電路的直流電壓是在濾波被平滑電容器過濾后輸出到后續(xù)電路的。電源的電流實際上是平滑電容器的充電電流。由于內(nèi)部阻抗，逆變器的電源容量越大，輸入電流的波形越陡，輸入電壓波形畸變越小;電源供應(yīng)越小，電流波形越慢，電壓波形畸變越大。電源電流和電壓波形畸變會產(chǎn)生過熱、噪聲和振動的主要電機(jī)、制動推桿電機(jī)、接觸器、繼電器、直流電源等，影響其使用壽命和運行精度。

1.2.2 對變壓器的影響

在高次諧波電壓作用的影響下，變壓器可能會產(chǎn)生集膚效應(yīng)或者近距離效應(yīng)，在繞組作用下，還可能會產(chǎn)生銅消耗以及鐵消耗。同時，在起重機(jī)中應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)，還可能會導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)溫度上升問題，嚴(yán)重影響變壓器的絕緣能力，使變壓器運行的安全性及穩(wěn)定性受到嚴(yán)重的影響。

1.2.3 對電機(jī)的影響

變頻器所產(chǎn)生的諧波可能會導(dǎo)致電機(jī)溫度上升，且會引發(fā)電機(jī)輸出波形的失真，增加其重復(fù)峰值電壓，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)無法正常運行。

1.2.4 對保護(hù)電器的影響

變頻器諧波會使繼電器的工作特征發(fā)生一定的改變，這與繼電器的設(shè)計原理有關(guān)。在變頻器運行過程中，如果諧波出現(xiàn)失真問題，那么對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理的數(shù)字繼電器就可能出現(xiàn)誤差，進(jìn)而影響其正常功能的發(fā)揮。同時，高次諧波還會給繼電器的過流、電壓以及距離等參數(shù)產(chǎn)生一定的影響，很可能會導(dǎo)致繼電器保護(hù)裝置失靈，如果諧波太大的話，還可能會導(dǎo)致非保險絲開關(guān)出現(xiàn)跳脫問題，進(jìn)而導(dǎo)致保險絲斷裂，給繼電器運行的安全性及穩(wěn)定性帶來極大的威脅，無法保證繼電器本身作用的正常發(fā)揮。

1.3 外界干擾對變頻調(diào)速系統(tǒng)的影響

起重機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)通常由PLC控制。變頻調(diào)速系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)在實際運行中，還可能會受到外界的干擾影響，其中，變頻器的干擾往往都是由電網(wǎng)諧波干擾所引起的。電網(wǎng)中有著大量的諧波源，其中主要包括交流開關(guān)設(shè)備、直流開關(guān)設(shè)備、整流設(shè)備、照明設(shè)備以及電子電壓調(diào)整設(shè)備等，這些設(shè)備在實際運行中如果出現(xiàn)負(fù)載問題，那么將會給電網(wǎng)中的其他設(shè)備帶來極大的干擾，從而影響其他設(shè)備的正常、穩(wěn)定運行。逆變器電源在使用過程中，如果受到交流電網(wǎng)干擾的話，那么電網(wǎng)逆變器將可能出現(xiàn)電壓下降、斷電、跌落以及喘振等問題，嚴(yán)重影響電網(wǎng)逆變器的正常運行，進(jìn)而導(dǎo)致變頻調(diào)速系統(tǒng)的功能無法正常發(fā)揮。

2 變頻調(diào)速系統(tǒng)抑制干擾及抗干擾的措施

2.1 隔離

隔離是指干擾源與電路中易受攻擊的部分之間的連接，使其不產(chǎn)生電力。通過對變頻調(diào)速系統(tǒng)與干擾因素的隔離，能夠有效防止變頻調(diào)速系統(tǒng)在運行中受到外界干擾因素的影響。

（1）在對變頻系統(tǒng)電源進(jìn)行設(shè)置的時候，應(yīng)將其與其他設(shè)備的電源分開，或者將隔離變壓器安裝在變頻器以及其他設(shè)備的輸入端，從而實現(xiàn)干擾因素的隔離。

（2）需要把電源線中的接地線與控制線分開，從而隔離通過普通接地線來進(jìn)行傳播的干擾因素，防止變頻調(diào)速系統(tǒng)在運行過程中受到干擾因素的影響，確保變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠保持良好的運行狀態(tài)。

2.2 濾波設(shè)置

濾波器的主要功能就是利用電源線來抑制傳感器給電源以及電機(jī)帶來的干擾信號，為了使電磁噪聲以及損耗得到有效降低，在逆變器輸出端口，可以設(shè)置輸出濾波器。為了減少電源干擾問題，在逆變器輸入端口也應(yīng)當(dāng)設(shè)置相應(yīng)的濾波裝置。濾波主要由LC型組成，其主要作用就是對諧波進(jìn)行吸收，從而防止諧波干擾現(xiàn)象的發(fā)生。線路中如果存在有敏感電子設(shè)備，那么則應(yīng)當(dāng)在電源線上設(shè)置上相應(yīng)的噪聲濾波器，從而防止噪聲干擾。

2.3 接地

接地是避免噪聲與防比干擾的關(guān)鍵手段，需要特別注意以下兩點：

（1）在對變頻器接地線進(jìn)行選擇的時候，應(yīng)選擇短粗型的接地線，并將其與其他相鄰的接地線、逆變器錯開，避免兩者的距離過近。

（2）變頻器接地方式有很多種，其中最常用的主要有兩種，一種是單點接地方式，另一種是母線接地方式，在對接地方式進(jìn)行選擇的時候，應(yīng)充分考慮變頻器的實際情況，確保接地方式選擇的合理性，從而防止接地不良現(xiàn)象的發(fā)生，避免干擾信號給設(shè)備造成干擾影響。

3 結(jié)論

總而言之，相關(guān)技術(shù)人員在對起重機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，必須要充分利用變頻調(diào)速技術(shù)，從而使起重機(jī)速度控制過程變得更加自動化，在變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用中，還應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的防護(hù)措施，防止變頻調(diào)速裝置受到外界干擾信號的影響，從而使速度調(diào)節(jié)性能得到有效提高。我相信，隨著我們不斷的努力，變頻調(diào)速技術(shù)將朝著智能化方向發(fā)展，起重機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)將會越來越完善。