【摘要】在本文中，筆者結(jié)合起重機(jī)傳動(dòng)改造經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)原則，從電控設(shè)備調(diào)速方式比較、電氣設(shè)備經(jīng)濟(jì)行設(shè)計(jì)原則等方面對(duì)該命題進(jìn)行了有益的分析與探索。

【關(guān)鍵詞】 起重機(jī)；電氣傳動(dòng)；經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)；改造

對(duì)于工程技術(shù)企業(yè)來(lái)說(shuō)，起重機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，為了保證起重機(jī)性能的可靠性，需要定期更新改造起重機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。電氣傳動(dòng)改造屬于一項(xiàng)復(fù)雜性工作，需要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)。在本文中，筆者即對(duì)起重機(jī)電氣傳動(dòng)改造的經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，旨在指導(dǎo)起重機(jī)電氣傳動(dòng)的改造。

一、起重機(jī)電控設(shè)備調(diào)速的不同方式

（一）轉(zhuǎn)子串電阻控制方式

這種控制方式是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中加入多段電阻器實(shí)現(xiàn)對(duì)電控設(shè)備的調(diào)速。其中，電阻器由啟動(dòng)加速電阻、反接制動(dòng)電阻組成。對(duì)大車、小車速度和平移機(jī)構(gòu)啟停的控制，是通過(guò)凸輪控制器實(shí)現(xiàn)的。

這種控制方式具有可靠性高、成本低及系統(tǒng)過(guò)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著不可忽略的缺點(diǎn)，比如維護(hù)工作量大，啟動(dòng)電流大等。該種控制方式適用于恒定負(fù)載類或重載類起重機(jī)。

（二）渦流調(diào)速系統(tǒng)

渦流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理：檢測(cè)感動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電壓為轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)的轉(zhuǎn)封閉環(huán)系統(tǒng)，給定轉(zhuǎn)速值后，在與實(shí)際值產(chǎn)生誤差后，這一誤差值可經(jīng)速度調(diào)節(jié)器令可控硅整流裝置對(duì)渦流制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。即便是在發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍可快速提升或下放重物，不會(huì)對(duì)起重機(jī)的正常工作產(chǎn)生影響。該系統(tǒng)所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍為10：1，多數(shù)起重機(jī)采用的是該系統(tǒng)。

渦流調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)載能力強(qiáng)、可靠性高，但是維護(hù)工作量大、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大，且耗能也較大，所以選擇時(shí)綜合考慮其優(yōu)缺點(diǎn)。

（三）定子調(diào)壓系統(tǒng)

定子調(diào)壓系統(tǒng)串聯(lián)的設(shè)備包括可控硅調(diào)壓設(shè)備、自耦變壓器及飽和電抗器。應(yīng)用于起重機(jī)上的系統(tǒng)，采用的是串電阻結(jié)合的方式。其中，可提供可變電壓的電源，主要是對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)定子，轉(zhuǎn)子串段數(shù)電阻，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率來(lái)保證電動(dòng)機(jī)始終在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)正常開展工作。如果串聯(lián)電阻不變，則在繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子改變電機(jī)供電電壓的情況下，電壓與輸出轉(zhuǎn)矩呈正比，且輸出特性練好，一般通過(guò)速度反饋的方式來(lái)對(duì)編碼器或發(fā)電機(jī)進(jìn)行測(cè)速。

這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為調(diào)速范圍法， 且線路簡(jiǎn)單，平滑性好，穩(wěn)定性好，適用于大部分起重機(jī)的調(diào)速。但是缺點(diǎn)是，維護(hù)工作量大，耗能大，且對(duì)技術(shù)人員要求高。

（四）變頻調(diào)速系統(tǒng)

變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍為20：1，且效率高、機(jī)械性能硬、平滑性有保障等，對(duì)機(jī)械及電機(jī)產(chǎn)生的沖擊比較小，對(duì)具有調(diào)速要求的大部分行車均適用。但是這種調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)為設(shè)備造價(jià)高、系統(tǒng)過(guò)載能力差，且對(duì)環(huán)境有較高要求，需要增加投資，從經(jīng)濟(jì)方面考慮不適用，而且對(duì)技術(shù)人員水平的要求較高。

通過(guò)對(duì)上述幾種起重機(jī)控制類型的比較可以看出，不同類型的控制系統(tǒng)有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)綜合考慮其優(yōu)缺點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性等，合理選擇控制系統(tǒng)的方式。

二、起重機(jī)電氣設(shè)備經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)原則

（一）電氣傳動(dòng)設(shè)備的價(jià)格分析

一臺(tái)16t起重機(jī)，國(guó)內(nèi)國(guó)外價(jià)格差別比較大。通過(guò)對(duì)兩種起重機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的比較發(fā)現(xiàn)兩種方案均無(wú)法滿足精度、工藝上的要求，因此可選用國(guó)產(chǎn)的設(shè)備，可節(jié)省投資大約40%。比如某一臺(tái)25t渦流調(diào)速起重機(jī)，在檢修過(guò)程中，計(jì)劃改造為變頻調(diào)速起重機(jī)，預(yù)算需要150萬(wàn)元，但是最終核算為110萬(wàn)元。為了節(jié)省投資，最終選擇了無(wú)觸點(diǎn)控制方式，節(jié)省了投資40萬(wàn)元。所以為了確保設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，可能需要改變最初的方案。

（二）改造方案的設(shè)計(jì)原則

起重機(jī)電氣傳動(dòng)改造方案的設(shè)計(jì)原則，包括三個(gè)方面的原則：

一是在對(duì)行車電氣技術(shù)改造方案決策過(guò)程中，首選應(yīng)當(dāng)看考慮的為保持原有行車控制技術(shù)改造量最小的方案。由于生產(chǎn)工藝要求，需提高行車控制速度的改造，可按照控制精度的要求，科學(xué)制定技術(shù)改造方案。但是方案的制定，應(yīng)當(dāng)遵循安全性、可靠性，易于維護(hù)、投資合理的原則。

二是對(duì)于調(diào)壓器、渦流調(diào)速及轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速類行車電氣傳動(dòng)的技術(shù)改造，應(yīng)首先考慮的是保持原有電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)的改在方案。

三是行車電氣傳統(tǒng)設(shè)備屬于報(bào)廢或者淘汰改造的，應(yīng)首先考慮保持原有系統(tǒng)的改造、全變頻傳動(dòng)技術(shù)改造或全數(shù)字調(diào)壓調(diào)速改造方案。

（三）傳動(dòng)設(shè)備基本設(shè)計(jì)規(guī)定

（1）對(duì)點(diǎn)此控制類行車電氣傳動(dòng)設(shè)備的技術(shù)改造，如果傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能狀態(tài)良好，改造方式可選擇全無(wú)觸點(diǎn)控制技術(shù)改造或全數(shù)字調(diào)壓調(diào)速、無(wú)觸點(diǎn)和無(wú)編碼技術(shù)改造方案。

（2）對(duì)于渦流調(diào)速類行車電氣傳動(dòng)的技術(shù)高在，如果設(shè)備存在一定的缺陷，對(duì)缺陷部位進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，可優(yōu)先考慮保持原有技術(shù)改造，或者采用無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)編碼器及全數(shù)字調(diào)壓調(diào)速技術(shù)改造方案。在改造過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)方案進(jìn)行改造，保證技術(shù)改造的規(guī)范性和科學(xué)性，及改造后設(shè)備的性能。

（3）如果行車的全部電氣傳動(dòng)設(shè)備均需要改造時(shí)，而且行車還不具有安裝空調(diào)設(shè)備的條件時(shí)，這是可保持原有傳動(dòng)系統(tǒng)或者全數(shù)字調(diào)壓調(diào)速、無(wú)觸點(diǎn)和無(wú)編碼器技術(shù)改造方案。而如果有安裝空調(diào)的條件時(shí)，可采用變頻電氣傳動(dòng)技術(shù)改造或全數(shù)字調(diào)壓調(diào)速、無(wú)觸點(diǎn)和無(wú)編碼器技術(shù)改造方案。

（4）對(duì)調(diào)壓調(diào)速類行車的電氣傳動(dòng)進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，如果行車的一般以上電氣傳動(dòng)設(shè)備均具備良好的性能狀態(tài)，則可采取的技術(shù)改造方案為，保持原有控制系統(tǒng)或改善原有的技術(shù)系統(tǒng)，如果為模擬控制系統(tǒng)，則技術(shù)改造方案可采用全數(shù)字化的技術(shù)改造方案。

總而言之，起重機(jī)電氣傳動(dòng)改造需要兼顧經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性，技術(shù)性達(dá)不到要求，則起重機(jī)的性能無(wú)法保障，而經(jīng)濟(jì)性無(wú)法保證，會(huì)增加改造的投資，得不償失。因此，起重機(jī)電氣傳動(dòng)的改造，是在技術(shù)性可靠的前提下，盡可能減少改造投資。

三、結(jié)束語(yǔ)

在生產(chǎn)過(guò)程中，起重機(jī)屬于特種設(shè)備的一種，綜合治理與起重機(jī)電氣設(shè)計(jì)的改造，必須遵循“安全第一，預(yù)防為主”的原則。不同類型的起重機(jī)電氣傳動(dòng)技術(shù)改造，應(yīng)制定不同的技術(shù)改造方案，在確保起重機(jī)設(shè)備性能可靠的基礎(chǔ)上，盡可能提高設(shè)備運(yùn)行的效率及利用率。在本文中，筆者結(jié)合實(shí)際情況，分析介紹了起重機(jī)電氣傳動(dòng)改造的經(jīng)濟(jì)性實(shí)際原則，在技術(shù)改造中，應(yīng)貫徹落實(shí)，降低技術(shù)改造成本，提高起重機(jī)的生產(chǎn)效率。