淺析橋式起重機(jī)中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
橋式起重機(jī)是一種重要的物料吊運(yùn)機(jī)械設(shè)備，在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用都非常廣泛，以下是一篇關(guān)于變頻調(diào)速技術(shù)在橋式起重機(jī)中應(yīng)用探究的論文范文，歡迎閱讀查看。
橋式起重機(jī)的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，多是通過轉(zhuǎn)子回路實(shí)現(xiàn)有機(jī)調(diào)速，通斷操作非常頻繁，受到外界因素、運(yùn)輸物品質(zhì)量、機(jī)械設(shè)備受重等影響，起重機(jī)運(yùn)行過程中很容易受到?jīng)_擊，不利于橋式起重機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。變頻調(diào)速技術(shù)在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)電機(jī)的變頻調(diào)速，具有良好的節(jié)能性和安全性，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)充分發(fā)揮變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，保障橋式起重機(jī)的正常工作。
1、橋式起重機(jī)傳統(tǒng)的操作控制和電氣傳動(dòng)方式
其一，橋式起重機(jī)駕駛室經(jīng)常處于含有腐蝕性氣體、多粉塵和高溫環(huán)境中，對(duì)于操作人員的身體健康有著嚴(yán)重影響，并且一些起重機(jī)駕駛室處于地面以上 35 ~40 米的位置，操作人員的視線容易受到多種因素的影響，因此必須由地面工作人員進(jìn)行指揮才能開展相關(guān)吊車操作，一旦指揮配合出現(xiàn)問題，很容易發(fā)生事故，因此存在較大的安全隱患[1].
其二，橋式起重機(jī)通過轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻這種方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速，會(huì)改變起重機(jī)電機(jī)原本的特性曲線，在利用轉(zhuǎn)子串電阻進(jìn)行調(diào)速時(shí)，會(huì)影響電機(jī)固有的機(jī)械頭特性，電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)隨著負(fù)載變化而變化，無法達(dá)到理想的調(diào)速效果，并且轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻，在起重機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中，能源利用率低，會(huì)浪費(fèi)大量的電能。
其三，通常情況下，橋式起重機(jī)的運(yùn)行環(huán)境都比較惡劣，工作任務(wù)繁重，而接觸器和繼電器的穩(wěn)定性和可靠性相對(duì)較差，經(jīng)常發(fā)生電機(jī)燒損、外串電阻燒壞、碳刷冒火、觸頭燒損等問題，故障率較高，運(yùn)行維護(hù)周期較短，會(huì)耽誤正常的生產(chǎn)運(yùn)行。
2、變頻調(diào)速技術(shù)在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用
2. 1 選用合適變頻器
一般情況下，橋式起重機(jī)主要包括起升機(jī)構(gòu)和平移機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)可按照起重機(jī)的運(yùn)行要求進(jìn)行倒拉反接、再生制動(dòng)或者電動(dòng)，平移機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)主要處于電動(dòng)狀態(tài)，橋式起重機(jī)要求電動(dòng)機(jī)必須具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，特別是起重機(jī)運(yùn)行時(shí)，負(fù)載變化比較復(fù)雜，起重機(jī)拖動(dòng)過程中需要較大的轉(zhuǎn)矩，低速運(yùn)行時(shí)也必須輸出大力矩。結(jié)合橋式起重機(jī)的運(yùn)行負(fù)載特點(diǎn)，可以選擇具有矢量控制和 PWM 控制的變頻器[2],比如樂山大件碼頭 550/50/10T 橋式起重機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改造準(zhǔn)備采用 ABB 公司的 ACS800 系列變頻器，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，它在起重行業(yè)應(yīng)用廣泛，性能可靠，這種變頻器在低速運(yùn)行時(shí)可以輸出較大的額定轉(zhuǎn)矩，具有較強(qiáng)的過流抑制能力和較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，調(diào)速范圍比較寬，尤其是利用變頻器控制起重機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩控制能力非常強(qiáng)，還可穩(wěn)定控制精致轉(zhuǎn)矩，確保起重機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)和懸空起升過程中，電動(dòng)機(jī)滿足輸出高力矩的應(yīng)用要求。變頻調(diào)速技術(shù)在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用，利用變頻器完善的保護(hù)性能和優(yōu)越的調(diào)速和軟啟動(dòng)性能，可以代替轉(zhuǎn)子外串電阻的交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，極大地提高了橋式起重機(jī)的.調(diào)速性能。同時(shí)，橋式起重機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)主電路不需要設(shè)置觸點(diǎn)，有效避免了頻繁操作接觸器觸頭而造成燒損和拉弧現(xiàn)象，并且將繞線式交流電動(dòng)機(jī)替換為可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的鼠龍型電機(jī)，可完全消除電阻箱、碳刷和滑環(huán)等故障隱患，提高橋式起重機(jī)的安全運(yùn)行水平。
2.2 PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)
橋式起重機(jī)的副鉤、主鉤、小車和大車都要實(shí)現(xiàn)調(diào)速，為了保障起重機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)設(shè)計(jì)各種獨(dú)立調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)行，一臺(tái)變頻器可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的兩臺(tái)電機(jī)，為了提高橋式起重機(jī)操作控制的可靠性和靈活性，保留起重機(jī)上駕駛室操作控制功能，對(duì)起重機(jī)上駕駛室和地面遙控操作涉及兩個(gè)并行、獨(dú)立的操作系統(tǒng)，工作人員可以通過選擇不同的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)不同的操作功能。PLC 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示，PLC 可編程控制器主要實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)操作控制電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)序、邏輯編程控制，由地面反射系統(tǒng)發(fā)出照明、電鈴、停止、啟動(dòng)、各操作檔位和正反向等控制信號(hào)，通過遙控接收系統(tǒng)進(jìn)行接收，然后經(jīng)過信號(hào)放大電路進(jìn)行信號(hào)處理，最后再通過電氣隔離輸入到 PLC 模塊。起重機(jī)駕駛室的操作控制，由主令控制器發(fā)送照明、電鈴、停止、啟動(dòng)、各操作檔位、正反向等控制信號(hào)，經(jīng)過電氣隔離以后最后輸送到 PLC 模塊。橋式起重機(jī)變頻調(diào)速的各種限位、超重極限、門極限等控制信號(hào)進(jìn)行電氣隔離以后也輸送到 PLC 模塊。在該系統(tǒng)中，PLC 可編程控制器根據(jù)輸入信號(hào)的狀態(tài)，再按照橋式起重機(jī)的運(yùn)行控制要求，合理進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，再經(jīng)過電氣隔離以后輸送到變頻器控制端子，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行、正、反向運(yùn)行等控制功能。橋式起重機(jī)在起升控制過程中，通過 PLC 變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過變頻器將電流信號(hào)進(jìn)行電氣隔離后發(fā)送到操作控制模塊，并且為了避免變頻器發(fā)生故障或者突然斷電時(shí)，起重機(jī)上重物下滑，可保留原有的斷電抱閘結(jié)構(gòu)，利用 PLC結(jié)合橋式起重機(jī)的運(yùn)行控制要去，通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)吊鉤的操作控制。
2.3 變頻器調(diào)試
(1) 初始上電調(diào)試。檢查起重機(jī) T、S、R 端和電源線的連接，將負(fù)載連接 W、V、U 端子，變頻器和制動(dòng)單元連接時(shí)，確保變頻器直流母線和制動(dòng)單元的正負(fù)極性保持一致，連接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)無接地和短路的現(xiàn)象。同時(shí)，檢查變頻器控制電路和主電路的接線是否牢固、正確，使用萬用表檢查變頻器外露接線是否有接地、短路現(xiàn)象，確保所有接地端子牢固穩(wěn)定。
(2) 空載調(diào)試。變頻器的初始化參數(shù)設(shè)定完成后，應(yīng)進(jìn)行空載調(diào)試，在變頻器操作盤上設(shè)定起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度，然后啟動(dòng)變頻器，使起重機(jī)空載運(yùn)行五分鐘。同時(shí)，在正、反兩個(gè)方向上進(jìn)行高頻、中頻和低頻的試運(yùn)行，試運(yùn)行過程中仔細(xì)觀察電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速和變頻器輸出頻率是否一致，加速和減速是否平滑、電機(jī)和變頻器運(yùn)行是否存在奇怪聲音、電機(jī)溫度上升是否正常等。
(3) 負(fù)載調(diào)試。在高頻、中頻、低頻條件下變頻器必須保持安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，注意觀察變頻器操作盤上的靜態(tài)電流，嚴(yán)禁超過起重機(jī)電機(jī)的額定電流。同時(shí)，在零速到全速的加速和全速到零速的減速過程中，應(yīng)注意減速和加速過程中的電壓和電流值，適當(dāng)調(diào)整起重機(jī)的減速和加速時(shí)間，在滿載狀態(tài)下，調(diào)試起重機(jī) S 曲線參數(shù)，確保機(jī)械負(fù)載、電機(jī)和各機(jī)構(gòu)變頻器的功率和轉(zhuǎn)矩配合正確，檢查變頻器的操作控制功能否正常發(fā)揮作用。
結(jié)束語
橋式起重機(jī)是一種重要的物料吊運(yùn)機(jī)械設(shè)備，在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用都非常廣泛，基于傳統(tǒng)的操作控制和電氣傳動(dòng)存在很多弊端和問題，橋式起重機(jī)通過應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，可有效解決很多問題，并且極大地提高了橋式起重機(jī)操作控制的靈活性和電氣傳動(dòng)的可靠性。
參考文獻(xiàn)
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[2]年泓昌，李巍。 變頻調(diào)速技術(shù)在橋式起重機(jī)的應(yīng)用[J]. 電工技術(shù)，2012,06∶ 34 - 35 + 55.
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