橋式起重機中變頻調(diào)速技術的應用論文
橋式起重機的運行環(huán)境比較惡劣，多是通過轉(zhuǎn)子回路實現(xiàn)有機調(diào)速，通斷操作非常頻繁，受到外界因素、運輸物品質(zhì)量、機械設備受重等影響，起重機運行過程中很容易受到?jīng)_擊，不利于橋式起重機的安全、穩(wěn)定運行。變頻調(diào)速技術在橋式起重機中的應用，可以實現(xiàn)起重機電機的變頻調(diào)速，具有良好的節(jié)能性和安全性，因此在實際應用中應充分發(fā)揮變頻調(diào)速技術的優(yōu)勢，保障橋式起重機的正常工作。
1 橋式起重機傳統(tǒng)的操作控制和電氣傳動方式。
其一，橋式起重機駕駛室經(jīng)常處于含有腐蝕性氣體、多粉塵和高溫環(huán)境中，對于操作人員的身體健康有著嚴重影響，并且一些起重機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行指揮才能開展相關吊車操作，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，橋式起重機通過轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻這種方式實現(xiàn)調(diào)速，會改變起重機電機原本的特性曲線，在利用轉(zhuǎn)子串電阻進行調(diào)速時，會影響電機固有的機械頭特性，電機轉(zhuǎn)速會隨著負載變化而變化，無法達到理想的調(diào)速效果，并且轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻，在起重機長時間運行過程中，能源利用率低，會浪費大量的電能。
其三，通常情況下，橋式起重機的運行環(huán)境都比較惡劣，工作任務繁重，而接觸器和繼電器的穩(wěn)定性和可靠性相對較差，經(jīng)常發(fā)生電機燒損、外串電阻燒壞、碳刷冒火、觸頭燒損等問題，故障率較高，運行維護周期較短，會耽誤正常的生產(chǎn)運行。
2 變頻調(diào)速技術在橋式起重機中的應用。
2. 1 選用合適變頻器。
一般情況下，橋式起重機主要包括起升機構和平移機構，起升機構電動機可按照起重機的運行要求進行倒拉反接、再生制動或者電動，平移機構電動機主要處于電動狀態(tài)，橋式起重機要求電動機必須具有較大的起動轉(zhuǎn)矩，特別是起重機運行時，負載變化比較復雜，起重機拖動過程中需要較大的轉(zhuǎn)矩，低速運行時也必須輸出大力矩。結合橋式起重機的運行負載特點，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 橋式起重機驅(qū)動系統(tǒng)改造準備采用 ABB 公司的 ACS800 系列變頻器，可實現(xiàn)無級調(diào)速，它在起重行業(yè)應用廣泛，性能可靠，這種變頻器在低速運行時可以輸出較大的額定轉(zhuǎn)矩，具有較強的過流抑制能力和較快的動態(tài)響應速度，調(diào)速范圍比較寬，尤其是利用變頻器控制起重機可以實現(xiàn)四象限運行，轉(zhuǎn)矩控制能力非常強，還可穩(wěn)定控制精致轉(zhuǎn)矩，確保起重機低速運轉(zhuǎn)和懸空起升過程中，電動機滿足輸出高力矩的應用要求。變頻調(diào)速技術在橋式起重機中的應用，利用變頻器完善的保護性能和優(yōu)越的調(diào)速和軟啟動性能，可以代替轉(zhuǎn)子外串電阻的交流電動機實現(xiàn)變頻調(diào)速，極大地提高了橋式起重機的調(diào)速性能。同時，橋式起重機應用變頻調(diào)速技術，電機主電路不需要設置觸點，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機替換為可靠性高、結構簡單的鼠龍型電機，可完全消除電阻箱、碳刷和滑環(huán)等故障隱患，提高橋式起重機的安全運行水平。
2. 2 PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。
橋式起重機的副鉤、主鉤、小車和大車都要實現(xiàn)調(diào)速，為了保障起重機的安全、穩(wěn)定運行，應設計各種獨立調(diào)速系統(tǒng)，實現(xiàn)電動機的同步運行，一臺變頻器可以同時驅(qū)動起重機的兩臺電機，為了提高橋式起重機操作控制的可靠性和靈活性，保留起重機上駕駛室操作控制功能，對起重機上駕駛室和地面遙控操作涉及兩個并行、獨立的操作系統(tǒng)，工作人員可以通過選擇不同的開關來實現(xiàn)不同的操作功能。PLC 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)結構圖如圖 1 所示，PLC 可編程控制器主要實現(xiàn)橋式起重機操作控制電氣傳動系統(tǒng)的時序、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、各操作檔位和正反向等控制信號，通過遙控接收系統(tǒng)進行接收，然后經(jīng)過信號放大電路進行信號處理，最后再通過電氣隔離輸入到 PLC 模塊。起重機駕駛室的操作控制，由主令控制器發(fā)送照明、電鈴、停止、啟動、各操作檔位、正反向等控制信號，經(jīng)過電氣隔離以后最后輸送到 PLC 模塊。橋式起重機變頻調(diào)速的各種限位、超重極限、門極限等控制信號進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)輸入信號的狀態(tài)，再按照橋式起重機的運行控制要求，合理進行編程設計，再經(jīng)過電氣隔離以后輸送到變頻器控制端子，實現(xiàn)調(diào)速運行、正、反向運行等控制功能。橋式起重機在起升控制過程中，通過 PLC 變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過變頻器將電流信號進行電氣隔離后發(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，起重機上重物下滑，可保留原有的斷電抱閘結構，利用 PLC結合橋式起重機的運行控制要去，通過編程實現(xiàn)對吊鉤的操作控制。
2. 3 變頻器調(diào)試。
�。� 1） 初始上電調(diào)試。檢查起重機 T、S、R 端和電源線的連接，將負載連接 W、V、U 端子，變頻器和制動單元連接時，確保變頻器直流母線和制動單元的正負極性保持一致，連接制動單元和制動電阻時，應實現(xiàn)無接地和短路的現(xiàn)象。同時，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)設定完成后，應進行空載調(diào)試，在變頻器操作盤上設定起升機構運行速度，然后啟動變頻器，使起重機空載運行五分鐘。同時，在正、反兩個方向上進行高頻、中頻和低頻的試運行，試運行過程中仔細觀察電機運行轉(zhuǎn)速和變頻器輸出頻率是否一致，加速和減速是否平滑、電機和變頻器運行是否存在奇怪聲音、電機溫度上升是否正常等。
�。� 3） 負載調(diào)試。在高頻、中頻、低頻條件下變頻器必須保持安全、穩(wěn)定的運行狀態(tài)，注意觀察變頻器操作盤上的靜態(tài)電流，嚴禁超過起重機電機的額定電流。同時，在零速到全速的加速和全速到零速的減速過程中，應注意減速和加速過程中的電壓和電流值，適當調(diào)整起重機的減速和加速時間，在滿載狀態(tài)下，調(diào)試起重機 S 曲線參數(shù)，確保機械負載、電機和各機構變頻器的功率和轉(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。
3 結束語。
橋式起重機是一種重要的物料吊運機械設備，在多個行業(yè)和領域中的應用都非常廣泛，基于傳統(tǒng)的操作控制和電氣傳動存在很多弊端和問題，橋式起重機通過應用變頻調(diào)速技術，可有效解決很多問題，并且極大地提高了橋式起重機操作控制的靈活性和電氣傳動的可靠性。
參考文獻。
[1]李斌。 探究 PLC 變頻調(diào)速在橋式起重機中的實際應用[J]. 科技與企業(yè)，2013,23∶160.
[2]年泓昌，李巍。 變頻調(diào)速技術在橋式起重機的應用[J]. 電工技術，2012,06∶ 34 - 35 + 55.
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