起重機調速系統變頻調速技術分析

霍枝華

（南寧交通資產管理有限責任公司，廣西南寧，530000）

1 變頻調速技術概述

1.1 變頻調速技術原理

在變頻調速設備應用的過程中，調速就是借助電機轉動速度和工作電源輸入頻率匹配關系的分析完成相應動作，有效控制工作電源的輸入頻率，維持在較為合理的參數范圍內，并且，能及時了解和監管電動機的轉速狀態，為電機滿足轉速需求創設良好的保障。最關鍵的是，變頻調速技術能將直流和交流融合在一起，配合電力控制技術方案和計算機信息技術方案就能建構完整的調控模式[1]。

1.2 變頻調速技術特征

第一，變頻調速技術的對應調速范圍較大，并且，技術應用的普適性較好，能被應用在各種環境中，最關鍵的是，起重機調速系統變頻調速技術應用能借助閉環控制處理機制，維持任務處理的高效性和可靠性。

第二，變頻調速技術能合理改善起重機調速系統的實際受力，并且能在應用過程中減少沖擊力，保證起重機運行環境更加穩定。

第三，變頻調速技術的應用能結合起重機的要求予以調控處理，保證系統結構簡單化的同時還能提供較為全面的服務，加之技術本身具備零速度轉矩的特征，在出現故障后變頻器就能在增加輸出的基礎上維持在整個系統運行性能的安全性。

第四，變頻調速技術也是順應節能降耗發展趨勢的關鍵技術類型，能建構完整的技術應用平臺，并降低能耗造成的經濟損失。

2 變頻調速技術對起重機調速系統產生的影響

第一，變頻調速技術的應用能進一步實現起重機處于恒動率和恒轉矩范圍內，有效維持應用的效率和安全性。對于起重機而言，重載時低速運行輕載時高速運行是較為理想的狀態，而同時載重情況西安工作機構具備較大的驅動力矩較為有效，借助變頻電機恒功率和恒轉矩工作特性就能維持良好的應用模式，減少負載問題、變速問題以及轉矩問題[2]。

第二，變頻調速能有效提高起重機金屬結構富余承載功能，利用變頻調速處理模式，保證技術結構的富余承載力（圖1）參數符合預期。在傳統的港口起重機設備處理工作中，裝卸起重機的額定起重數值一般為定值，與設備的實際工作幅度無關聯，在實際工作中，起重豎中指和工作幅度數值之間的關聯度較高，且對起重機的穩定性以及金屬結構的受力狀態也會形成關聯作用，因此，對起重機調速系統予以變頻調速技術處理就能在建立結構有限元建模分析計算的基礎上，保證工作幅度都能匹配構建最大應力的標準。

圖1 起重機富余承載能力利用曲線

第三，能對位能負載零速狀態建立制動操作，在起重機運行過程中，運行制動是非常關鍵的環節，也是維持其運行安全性的重點，因此，合理性調控變頻調速技術，就能配合慣性力矩參數等落實更加合理的工作應用處理平臺，減少安全隱患造成的經濟損失。值得一提的是，變頻調速技術能對位能負載零速狀態予以制動力矩的控制，在選取安全系數后匹配變頻驅動，保證閉環矢量變頻制動系統運行的完整性，維持調速性能的動態效果。利用變頻調速技術改善工作環境，延長設備使用壽命，維持良好的運行安全性[3]。

3 起重機調速系統變頻調速技術應用

正是基于起重機變頻調速技術的應用特征，要按照標準化技術應用規范完成應用操作，從而提升起重機的實際應用效率。在結合實際要求選取適配變頻器的基礎上，選擇適宜的起升機，并且充分發揮信息技術的應用優勢，維持PLC應用模塊的規范性和科學性。

3.1 合理選擇變頻器

想發揮調速系統變頻調速技術的應用價值，就要選取適宜的變頻器，確保對應的參數處理功能模塊都能發揮實際作用。

第一，要了解起重機的基本類型和實際運行中需要的技術類型，從而結合起重機的實際情況選取適配的變頻器。例如，針對水電站橋式起重機，其實際的額定起重為100T，變頻器廠家為ABB的ACS1000系列變頻器，不僅是因為相應的參數適配度較好，且變頻器安裝和設置工作較為便捷，能建立完整的調試、規格設計和維護處理模式，對應的通用備件也非常便利。

圖2 ABB的ACS1000系列變頻器

第二，對于起重機而言，較高的輸出是電機實際應用運行的根本，要想保證電機可以在低速運行狀態下完成大額定功率的輸出需求，就要匹配無極調速功能的變頻器，配合良好且完整的范圍控制處理模式，確保電流控制工作的最優化[4]。

第三，選擇變頻器的過程中也要對變頻器廠家質量證書等保障內容予以集中校對，確保能減少隱患問題對其中積極調速系統應用運行產生的影響。

3.2 匹配起升機

要想維持控制系統運行的合理性和穩定性，也要選取適配的起升機，一般而言，要利用矢量控制的方式維持起重機應用控制的流程。在選擇起升機的過程中，選擇條件和范圍較為廣泛，一般是利用變頻電機替代原有的繞式電機[5]。

一方面，在調速系統處于閉環狀態運行環境中，若是調速系統變頻電機在50Hz以下，能在維持運行穩定性的基礎上，保證轉矩的恒定效果。而若是調速系統變頻電機的實際運行效率滿足標準，就能維持較好的應用趨勢，能始終將頻率控制在50Hz到100Hz轉變。

另一方面，變頻電機中絕緣結構要想發揮實際效能，就要和變頻器的電壓參數相匹配，維持應用平衡，避免干擾問題對應用效能產生影響。

除此之外，速度切換模式也是由變頻專用質量測控設備和可編程控制器建立完整的體系，大車系統和小車系統控制模式均采取V/F控制應用結構，使用1臺變頻器控制多臺電機，相應的現為保護觸點也能成為后續PLC的基本輸入點，維持程序處理的保護效果。

3.3 PLC變頻調速控制系統

PLC的應用優勢較好，相較于其他接觸器，PLC能建構更加有效的接觸處理模式，加之PLC的操作便捷性較好、使用效能較高，加之技術體系具有高可靠性，因此，被廣泛應用在系統模式中。并且，起重機調速系統中應用PLC還能為機電一體化提供保障，避免外界因素對起重機操作效能產生影響。在實際應用環境中，借助信息化技術處理方案能維持PLC應用的規范性，保證變頻控制工作的整體效果符合預期[6]。

3.4 變頻器的調試要點

變頻調速技術的應用優勢較為明顯，不僅運行狀態較好且調速范圍較大，具備較為合理的精準性，將其應用在調速系統中，要想發揮其價值，就要配合調速系統的應用標準落實調速要點。

第一，要對接線問題予以合理性控制，在變頻調速系統運行環境中往往會存在諧波，諧波不僅會對變頻器頻率產生影響，也會對整體設備運行安全性造成制約作用。基于此，配合接地線的應用裝置，有效對諧波予以控制，避免對負相關性頻率造成影響，維持變頻器調試的規范性。

第二，要實時性監控接線的管理，維持良好的運行環境，電網在變頻器電路結構影響下會出現畸變的可能性，所以，變頻器電路結構合理設計接線方案具有重要意義，能在強化電動機應用頻率的同時維持良好的運行環境，保證電流參數的規范性[7]。

第三，要對靜電干擾予以及時性處理，對于起重機調速系統變頻調速技術而言，靜電干擾是較為常見的，要想有效避免其對整個變頻器運行環境產生影響，就要結合實際應用要求合理設置屏蔽器，維持保護控制的規范性和科學性。