起重机调速系统中的变频调速技术与研究

金李艳

华电江苏能源有限公司 江苏镇江 212413

摘要：随着计算机技术的迅速发展，变频调速技术得到了极大的发展。在工业生产中，变频技术已经得到了广泛的应用，它的速度指标较高，结构简单，维护方便，效率高，工作可靠性高，性能好。在实际工程中，其对提升起重机的自动化程度、改善其稳态调速性能都有很大的帮助。本文通过对起重机系统中的变频调速技术的分析研究，以期对未来变频调速技术在起重机调速系统中的应用发展做出贡献。

关键词：起重机调速系统；变频调速；技术与研究

1变频调速技术概述

在变频调速装置的应用中，速度调节是指对电动机的速度和工作功率的输入频率进行分析，从而实现对工作电源的频率进行有效的控制，从而达到更合理地控制要求。最关键的是，变频技术能把直流与交流的技术有机地结合在一起，形成一个整体的调速方式。

2变频调速技术的主要特点

2.1速范围较为广泛

由于整个变频器的外形和内部的整体系统结构比较简单，所以它的维修保养也比较容易，这样可以大大减少系统的维护费用，提高其使用寿命。将变频调速器的结构与技术引入到起重机系统中，能极大地提高起重机的工作效率。在实际使用中，它能极大地减少变频器的工作时间，从而使其工作效率和品质管理得到明显改善。同时，该系统能够保证整个吊装作业系统的运行与管理运行的稳定性。在实际应用中，采用该变频器的调速结构技术，在整个起重机操作系统实际运行时，可以实现对零向加速扭矩的变频控制。

若在起重机作业及操作管理中，因起重机吊架及电闸造成整体起重机械刹车或刹车失效等安全隐患，则该变频器能实现自动调速，并能自动提升转矩比率。在输出速度转矩时，转矩的增大能对连续的滑移行为产生抗震作用，并能起到一定的抑制作用，避免了可能出现的安全隐患，并能有效地改善整体运行的安全性。在转速控制系统中，转速变换器还具备自动故障、报警等功能，能够对超载状态进行实时预警，有效地防止了各类重大的安全风险。

2.2明显改善结构受力状态

变频调速装置是一种采用软起动与软停相结合的装置。在起重机转速控制中，起动器的起动和制动是比较平稳的，降低了对钢结构和传动机构的冲击。有关资料显示，采用变频调速技术可明显改善起重机结构的受力状况。提高生产率，降低机器的磨损。起重机可以根据负荷进行自动转换，实现空钩、副钩、主钩等多种作业方式，缩短了辅助速度切换所需的时间，减轻了操作者的劳动强度，使起重机的工作效率得到极大地提高。同时，变频调速系统还采用了软起动、软制动器，降低了对钢结构的冲击，降低了制动器与制动器的摩擦。

2.3结构简单

本系统结构简单，维护方便，具有过流、接地等保护功能。改造后的起重机，使起重机维修空间增大，重量减轻，钢架受力状态得到改善，维修方便。该变频调速系统还具有过电压保护、短路保护、欠电压保护和过负荷报警功能。

2.4安全性高

起重机的工作方式为闭环向量，并有零速扭矩的作用。在起重机构制动装置出现机械故障时，变频调速装置会自动增大输出力矩，使其具有充分的输出力矩来防止载荷的滑移，从而提高了系统的安全性能。变频调速装置采用自动节流方式，可以大幅度地改善系统的功率因数、安全性能。

2.5节能的效果明显

变频器采用了自动节流方式，使系统的功率因数和工作效率都得到了极大的改善，节电率约为20%。

3.起重机调速系统中的变频调速技术应用

将变频技术用于起重机的调速控制，能有效地改善工作质量，提高工作效率。因此，对变频调速系统的选择、制动系统的选择、系统的控制方式、系统的控制方式、系统的调试等都是十分必要的。

3.1变频调速技术的合理选用

这是变频调速技术应用于起重机的关键。变频器在选用起重机变频调速装置时，应根据其基本形式和功能需求，结合其特定技术指标，对其进行选型。在实际应用中，其主要依据是其工作性能指标和基本输出功率。同时，由于起重机的输出功率较大，其性能指标也较好，所以需要对其进行适当的控制。采用变频调速功能，可实现无级调速，确保电动机在低速工况下的平稳工作，使其输出速度达到规定的性能指标，并能增强过流抑制能力。

3.2科学分析起重系统的控制模式

目前，已有一部专用的变频器，能够对起重机的转矩系统进行校验，加强对刹车的监控与分析，对电动机的转矩特性进行全面的分析，并将其存入系统中，整合了电测马达的参数，强化马达的检定，保证了系统的安全与正确性，从而改善了变频器的动力特性及变频器的调速特性。以变频调速器为核心的电控设备、机械设备和异步电机构成了调速器的转速控制系统。

电动机的型号决定了转矩，而生产设备的特点则决定了转矩的应用。它们是彼此独立的。逆变器以电压、频率起动，一般有限流加速度、限时加速度和S型加速度三种形式。变频器有电流限制作用时，必须使用电流限制的加速模式；步进变频调速系统应采用定时加速方式；若要减速，可选用S型起步。对于塔式启动机，由于其升降高度较高，因此必须是永恒力矩控制方式。马达的动力要配合最大速度的负荷，提高低转矩，提高转矩过载能力。若长期在低转速下运转，应加大电动机的散热，同时应使用强迫通风式电动机，以提高其功率，防止电动机过热。

4.变频调速技术在起重机调速系统应用保障策略

（1）合理控制接地线

变频调速系统在实际运行过程中会产生大量的谐波，而变频调速器自身的频率波动是直接影响到系统谐波发生的重要原因。因此，在实际工作中，必须加强对变频器自身的谐波进行合理的控制，以有效地防止由于变频器自身的频率过高而引起的谐波对变频起重机的正常工作造成不利的影响。在实际应用中，应对主机接地线的设置进行合理的设计，对机壳的安装进行强化，对谐波源进行适当的滤波处理，以确保其稳定、正常地工作。

（2）强化接线控制处理

变频器的移动式网络结构与其在整个移动电网中的改变有直接关系。在日常运行和管理中，如果线路结构的改变会造成故障，进而影响到变频器的工作性能。因此，要使电力设备的变频器在实际应用中得到充分的发挥，就必须对变频器的变频器进行合理的设计。通过实际使用，能合理地选取电动机、电流调节器，并对线路及控制器进行适当的处理，保证了变频调速技术在实际中的应用。

（3）强化静电干扰控制

在整个起重机的操作与管理中，存在着直接的环境静电控制问题。在设备的使用与管理中，如果出现了严重的静电问题，会直接影响到整个逆变器的性能。所以，必须加强对设备周边环境的静电场的控制与保养，合理安排周边的地线布局，加强对自动控制器的静电保护与维修，使整个系统的主要性能指标得到最大程度地体现，以确保系统的稳定运行。从变频调速技术的作用来看，这种调速技术能够更好地改善起重机调速系统的工作效率，具有一定的参考价值。

5.结语

总之，变频调速技术能够实现高速、低转速、起动平稳、制动平稳、速度大、位置精确、工作性能优良、测量精度高等特点。在负荷变化大的情况下，其工作性能稳定。目前，我国的变频调速技术已相当成熟，开发出了高功率的半导体器件。相关技术人员必须加强变频调速技术在起重机调速系统中的应用，提高自动化水平，不断改进电子元件制造工艺，不断优化参数，提高平稳调速性能。

参考文献：

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