起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)分析與研究

彭輝

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院惠州檢測(cè)院，廣東 惠州 516001）

變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中可以保障整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)以及制動(dòng)平穩(wěn)，在運(yùn)行過程中具有調(diào)速范圍大、定位精準(zhǔn)且運(yùn)行性能良好的特征，具有一定的精準(zhǔn)度。對(duì)起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析可以在根本上延長(zhǎng)起重機(jī)的使用壽命，凸顯其性能指標(biāo)，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)有著積極的作用。

1 變頻調(diào)速系統(tǒng)特征

在起重機(jī)設(shè)備中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，既可以提升起重機(jī)的性能指標(biāo)，完善功能，也可以通過變頻器完成負(fù)載下滑控制，保障起重機(jī)運(yùn)行的安全；而變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用可以在起重機(jī)出現(xiàn)超載的時(shí)候提供警報(bào)，這樣就可以有效的避免事故的出現(xiàn)。還具有一定節(jié)能減排，提升工作效率的作用，其主要特征如下。

1.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力狀況

在起重機(jī)設(shè)備中應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)可以對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)的受力狀況進(jìn)行完善優(yōu)化，通過變頻器的基礎(chǔ)性作用與功能，可以完成起重機(jī)的軟啟動(dòng)以及軟關(guān)閉功能，進(jìn)而避免起重機(jī)在啟動(dòng)以及停機(jī)操作中因?yàn)闆_擊力影響起重機(jī)的結(jié)構(gòu)，影響其各項(xiàng)性能指標(biāo)；同時(shí)因?yàn)樽冾l調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的調(diào)速范圍相對(duì)較為廣泛，且變頻器在設(shè)計(jì)過程中主要應(yīng)用模塊化的設(shè)計(jì)方式，通過PLC技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)不同速度的控制與選擇，在操作中可以做到無級(jí)變速，各項(xiàng)性能指標(biāo)較為良好。

1.2 調(diào)速范圍較為廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)

變頻調(diào)速結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，因?yàn)樽冾l器外觀結(jié)構(gòu)與內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)整體簡(jiǎn)單，維護(hù)與保養(yǎng)也較為簡(jiǎn)單，可以有效的降低維護(hù)成本，延長(zhǎng)起重機(jī)變頻器的應(yīng)用年限。在起重機(jī)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可以提升起重機(jī)的工作效率，在應(yīng)用中可以減少切換的輔助時(shí)間，進(jìn)而提升工作效率與質(zhì)量；且在整個(gè)運(yùn)行過程中其具有較為穩(wěn)定的安全性，在實(shí)踐中起重機(jī)系統(tǒng)利用變頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)零速度轉(zhuǎn)矩的效果，如果在起重機(jī)作業(yè)過程中因?yàn)槠鹬貦C(jī)的起升制動(dòng)器出現(xiàn)了機(jī)械故障失靈等問題時(shí)，變頻器就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的加大，在其輸出扭矩達(dá)到既定程度的時(shí)候?qū)τ谪?fù)載的持續(xù)下滑行為就會(huì)產(chǎn)生一定的阻力，有控制的作用，進(jìn)而避免安全問題的出現(xiàn)，可以在根本上提升整個(gè)系統(tǒng)的安全性。同時(shí)變頻調(diào)速系統(tǒng)具有自我診斷功能，可以及時(shí)報(bào)警超載狀況，進(jìn)而避免各種安全隱患問題的出現(xiàn)。

1.3 提升工作效率，減緩機(jī)械磨損

應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)可以避免起重機(jī)制動(dòng)輪與剎車片之間的過度磨損問題，進(jìn)而保障起重機(jī)的安全性能指標(biāo)；在實(shí)踐中起重機(jī)起升系統(tǒng)可以根據(jù)具體的承載物品重量大小對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，可以綜合不同檔位具體狀況進(jìn)行工作速度的調(diào)整，合理選擇。這種設(shè)計(jì)模式，可以有效的降低因?yàn)樗俣日{(diào)節(jié)變換造成的輔助時(shí)間的浪費(fèi)，有效的減少了司機(jī)的工作量以及勞動(dòng)強(qiáng)度，可以為司機(jī)節(jié)省時(shí)間、精力以及體力，可以在根本上提升起重機(jī)的工作效率。在變頻器中通過軟啟動(dòng)以及軟制動(dòng)的功能，可以有效的減緩給鋼結(jié)構(gòu)帶來的沖擊與影響，減弱沖擊力，降低在制動(dòng)輪以及剎車片之間的磨損，進(jìn)而降低機(jī)械損壞程度，保障機(jī)械性能指標(biāo)。

2 起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用

起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用可以提升工作質(zhì)量與效果，對(duì)此在實(shí)踐中必須要合理的選擇變頻器，科學(xué)分析起升系統(tǒng)的控制方式、系統(tǒng)選擇制動(dòng)系統(tǒng)控制方式與手段、系統(tǒng)調(diào)試變頻器性能指標(biāo)，其具體內(nèi)容如下。

2.1 合理選擇變頻器

在起重機(jī)中應(yīng)用變頻器調(diào)速技術(shù)最為關(guān)鍵的就是合理選擇變頻器。變頻器是變頻調(diào)速技術(shù)的一種表現(xiàn)方式，在進(jìn)行起重機(jī)變頻器的選擇過程中，必須要基于起重機(jī)的基本類型以及功能要求，綜合具體的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)選擇。在實(shí)踐中主要就是基于起重機(jī)工作性能指標(biāo)，滿足起重機(jī)的基本輸出功率為基礎(chǔ)，系統(tǒng)設(shè)置與安裝，同時(shí)在起重機(jī)運(yùn)行過程中并不是其輸出功率越大，其性能指標(biāo)就越好，對(duì)此要合理控制其輸出功率，而應(yīng)用變頻器的調(diào)速功能可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，進(jìn)而保障電機(jī)在低運(yùn)作的狀態(tài)中可以穩(wěn)定的運(yùn)行，可以保障輸出轉(zhuǎn)速與既定性能指標(biāo)要求相吻合，也可以強(qiáng)化過流抑制。

2.2 科學(xué)分析起升系統(tǒng)的控制方式

綜合起重機(jī)自身的工作特征以及實(shí)際的作業(yè)需求，進(jìn)行變頻器的選擇與應(yīng)用，現(xiàn)階段已經(jīng)有了專業(yè)的起重機(jī)變頻器，此種變頻器在應(yīng)用中可以對(duì)起重機(jī)的力矩系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)器的監(jiān)測(cè)分析，綜合電動(dòng)機(jī)的輸出力矩、變頻器轉(zhuǎn)矩性能分析，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)記錄，綜合自動(dòng)電測(cè)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)信息，強(qiáng)化電機(jī)檢驗(yàn)，保障檢測(cè)系統(tǒng)安全有效，進(jìn)而提升變頻器動(dòng)態(tài)性能，提升變頻啟動(dòng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

2.3 系統(tǒng)選擇制動(dòng)系統(tǒng)控制方式與手段

起重機(jī)制動(dòng)性能直接影響起重機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量與效果。在變頻調(diào)速技術(shù)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用中，可以通過此種技術(shù)對(duì)各種負(fù)載物體離開地面的速度進(jìn)行控制。在施工作業(yè)過程中，可以基于無級(jí)調(diào)速的功能適當(dāng)?shù)慕档驮跈C(jī)械運(yùn)行過程中產(chǎn)生的沖擊力以及起地動(dòng)應(yīng)力，利用增強(qiáng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的方式減少起重機(jī)自身的重量，合理的控制空間，再通過PLC技術(shù)強(qiáng)化控制，有效的提升了工作的質(zhì)量與效果。將變頻調(diào)速技術(shù)在制動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用可以提升低電流的輸出效率，也直接的降低了起重機(jī)對(duì)各種設(shè)備配置的要求，其定位也更為精準(zhǔn)，在實(shí)踐中效果顯著。如下圖1為PLC技術(shù)控制系統(tǒng)原理圖。

圖1 PLC技術(shù)控制系統(tǒng)原理圖

2.4 系統(tǒng)調(diào)試變頻器性能指標(biāo)

變頻器的調(diào)試是起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)工作重點(diǎn)，在實(shí)踐中要綜合具體狀況系統(tǒng)分析，合理進(jìn)行變頻器的調(diào)試與控制，通過初始上電調(diào)試、空載調(diào)試以及負(fù)載調(diào)試三種方式對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)控制，其具體如下。

第一，初始上電調(diào)試。在施工作業(yè)中首先對(duì)起重機(jī)不同端口進(jìn)行性能指標(biāo)的調(diào)試與檢查，保障各項(xiàng)性能指標(biāo)沒有問題狀況之后，對(duì)系統(tǒng)的電源掌控進(jìn)行檢查，避免因?yàn)殡娫吹韧庠谝蛩貙?dǎo)致變頻調(diào)速系統(tǒng)無法正常工作；然后進(jìn)行負(fù)載端子連接，加強(qiáng)對(duì)正負(fù)極的連接情況的檢查，核對(duì)連接線路，保障線路完整，系統(tǒng)可以工作。第二，空載調(diào)試。在完成初始上電調(diào)試作業(yè)之后，必須要對(duì)各項(xiàng)信息參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，確定基本變頻參數(shù)信息，保障精準(zhǔn)無誤之后進(jìn)行空載調(diào)試，要先對(duì)起重機(jī)的升降速度進(jìn)行空載運(yùn)行，在空載運(yùn)行過程中基于具體狀況對(duì)不同檔位信息的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，強(qiáng)化動(dòng)態(tài)分析，及時(shí)處理異常狀況，同時(shí)要做出對(duì)應(yīng)提示，保障施工安全；第三，負(fù)載調(diào)試。在起重機(jī)空載狀況穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上，各項(xiàng)性能指標(biāo)合格，且基于既定的操作要求開展運(yùn)行沒有任何問題出現(xiàn)，就要進(jìn)行負(fù)載調(diào)試實(shí)驗(yàn)。保障起重機(jī)在負(fù)載狀態(tài)之下進(jìn)行操作時(shí)靜態(tài)電流觀測(cè)分析，保障其電流與既定的要求統(tǒng)一；且起重機(jī)在滿載運(yùn)行狀態(tài)之下，必須要對(duì)各項(xiàng)信息記錄以及參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行記錄，保障變頻器穩(wěn)定運(yùn)行。

3 變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)用重點(diǎn)

3.1 合理控制接地線

變頻調(diào)速系統(tǒng)在應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生諧波，其中變頻器自身的頻率是影響諧波頻率的主要因素，因此在實(shí)踐中必須要加強(qiáng)對(duì)變頻器諧波的控制，進(jìn)而避免變頻器頻率過大給起重機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。在實(shí)踐中要綜合具體狀況合理的進(jìn)行接地線的設(shè)置，強(qiáng)化外殼布置，合理控制諧波過濾，進(jìn)而保障其穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 強(qiáng)化接線控制處理

變頻器的電路結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化，如果在運(yùn)行過程中電網(wǎng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化問題就會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)運(yùn)行問題，影響變頻器正常功能的發(fā)揮。因此，為了保障起重機(jī)中變頻系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在實(shí)踐中要合理進(jìn)行電網(wǎng)線路設(shè)計(jì)，綜合實(shí)際狀況進(jìn)行電動(dòng)機(jī)以及電流數(shù)值的選擇，強(qiáng)化接線控制處理，保障變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用效果。

3.3 強(qiáng)化靜電干擾控制

在起重機(jī)運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定的靜電問題，在運(yùn)行過程中如果靜電問題嚴(yán)重就直接的降低變頻器的性能指標(biāo)，對(duì)此必須要加強(qiáng)對(duì)周邊作業(yè)環(huán)境的控制與處理，合理布置好接地線布置，加強(qiáng)對(duì)控制器屏蔽的處理，進(jìn)而凸顯變頻器的各項(xiàng)功能指標(biāo)，保障其穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

在起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可以有效的提升起重機(jī)的功能特征，提升工作效率，在實(shí)踐中必須要了解變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，合理控制接地線、強(qiáng)化接線控制處理、強(qiáng)化靜電干擾控制，進(jìn)而在根本上對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)控制與處理，這樣才可以保障起重機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮起重機(jī)的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹科.起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)分析與研究[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2017,9(19).

[2]呂侃,蔣益明.起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)分析與研究[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化,2017，(1x):119-128.

[3]殷翔.起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速技術(shù)分析[J].中國(guó)設(shè)備工程,2017，(10):119-120.