【摘 要】隨著工業(yè)的發(fā)展，橋門式起重機越來越被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，而橋式門起重機調(diào)速有多種，最常用的有串電阻調(diào)速、變頻調(diào)速。文章介紹了橋門式起重機常用的兩種調(diào)速方案：串電阻調(diào)速和變頻調(diào)速各自的原理特點，對各自的優(yōu)缺點進行了分析。

【關(guān)鍵詞】起重機；變頻器；串電阻；調(diào)速

0.引言

橋門式起重機多采用交流異步電動機，根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)速公式n=可知，異步電動機的調(diào)速方式可分為變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速、變頻調(diào)速三種。橋門式起重機上主要是變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速主要采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速調(diào)速為小于或等于3，變頻調(diào)速調(diào)速比為10-100。

1.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

當(dāng)采用串電阻調(diào)速時，電機采用YZR電機，即起重及冶金用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子回路串接對稱電阻的機械特性如圖1-1。串入調(diào)速電阻rf，轉(zhuǎn)子回路總電阻變?yōu)閞2+rf，機械特性由固有特性1變?yōu)槿藶樘匦?，機械特性變軟。若負載轉(zhuǎn)矩為額定值不變，則運行點由a到b，轉(zhuǎn)差率由Sn變?yōu)镾f，轉(zhuǎn)速便由n1（1-SN）變?yōu)閚1（1-Sf）。

在其它參數(shù)不變的情況下，只要轉(zhuǎn)子回路總電阻與S的比值保持不變，不論轉(zhuǎn)子回路串入多大的電阻，都有T=常數(shù)，因此，轉(zhuǎn)子串電阻屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

這種調(diào)速方法不經(jīng)濟，轉(zhuǎn)速較低，即轉(zhuǎn)差率越大，需串入的電阻越大，轉(zhuǎn)子回路損耗掉的轉(zhuǎn)差功率就越大，效率越低。在輸出恒轉(zhuǎn)矩的條件下，降低轉(zhuǎn)速意味著減少輸出功率，這部分輸出功率的減少正是由于轉(zhuǎn)差功率增加所致。調(diào)速范圍不大，平滑性也不夠好，但由于方法簡單成本較低仍較多的用于對調(diào)速要求小噸位橋門式起重機。

2.變頻調(diào)速

變頻調(diào)速技術(shù)涉及到電力、電子、電工、信息與控制等多個學(xué)科領(lǐng)域。隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，以變頻調(diào)速為代表的近代交流調(diào)速技術(shù)有了飛速的發(fā)展。當(dāng)采用變頻調(diào)速時，電機多采用YZP電機。根據(jù)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式，只要平滑地調(diào)節(jié)三相交流電的頻率，就能實現(xiàn)異步電動機的無極調(diào)速。變頻調(diào)速的最大特點是：電動機從高速到低速，其轉(zhuǎn)差率始終保持最小的數(shù)值，因此變頻調(diào)速時，異步電動機的功率因數(shù)都很高?？梢姡冾l調(diào)速是一種理想的調(diào)速方式。

生產(chǎn)機械的負載特性實質(zhì)是指負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，有三種類型：恒轉(zhuǎn)矩負載、恒功率負載、風(fēng)機、泵類負載。在橋門式起重機中使用恒轉(zhuǎn)矩。

負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān)，任何轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)矩T1總保持或基本恒定，這類負載稱為恒轉(zhuǎn)矩負載。橋門式起重機的大小車運行機構(gòu)，主要表現(xiàn)為摩擦類負載，而起升機構(gòu)則主要表現(xiàn)為位能類負載，這些皆為恒轉(zhuǎn)矩負載，通常采用恒轉(zhuǎn)矩控制方式。

摩擦類負載靜阻轉(zhuǎn)矩的作用方向總是與旋轉(zhuǎn)方向相反。位能負載是由重力引起的，其方向不因旋轉(zhuǎn)的方向改變而改變。

變頻器拖動恒轉(zhuǎn)矩負載時，低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且有足夠的轉(zhuǎn)矩過載能力。對于U/f控制方式的變頻器而言，應(yīng)有低速下的轉(zhuǎn)矩提升功能。如果需要在低速下長時間的運行，應(yīng)該考慮由于負載轉(zhuǎn)矩不變，電動機定子電流亦基本不變，而電動機的散熱能力卻變壞的因素。為了避免引起電動機的溫升過高，可采用以下措施：

（1）考慮采用強迫通風(fēng)式電動機。

（2）改造原有設(shè)備，另設(shè)恒速風(fēng)扇。

（3）適當(dāng)?shù)奶岣唠妱訖C和變頻器的容量，減少其負載系數(shù)。

變頻調(diào)速可提高起重機的實用性能，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）低速可實現(xiàn)準確到位，高速可保證生產(chǎn)率，妥善處理了準確到位與高生產(chǎn)率的關(guān)系了。

（2）減少了點動次數(shù)，提高電動機和電器元件的使用壽命，減少了事故率和維修量。

（3）幾種調(diào)速方案都有這樣的設(shè)計，就是在停車之前，先進行電制動，待速度降低之后，再進行機械制動，這樣制動就很平穩(wěn)，可減少制動器閘皮的磨損，提高制動器的壽命。

（4）制動平穩(wěn)，可減少起重機鋼結(jié)構(gòu)（特別是大梁）的縱向和橫向的震動，提高鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命；可減少吊運物的上下竄動和左右擺動，避免吊運物與設(shè)備間的碰撞，減少事故。

3.結(jié)束語

電阻器調(diào)速的精度不高，相當(dāng)于不調(diào)速，但成本較低，所以現(xiàn)在很多客戶仍選擇電阻調(diào)速。變頻調(diào)速精度較高，適合精密吊裝的場合，隨著變頻器技術(shù)的進步，成本也在下降，所以越來越多被使用，成為交流電機調(diào)速的發(fā)展趨勢。

【參考文獻】

[1]裘為章.實用起重機電氣設(shè)計手冊.

[2]姜泓.電力拖動交流調(diào)速系統(tǒng)（第2版）.