孫建強

摘要：隨著驅(qū)動技術的快速發(fā)展，各式各樣的變頻器如今已經(jīng)應用到了各行各業(yè)。起重機作為基建領域最常見的工程設備，為我國的基礎建設立下了汗馬功勞。本文就針對起重機中變頻器的應用進行了簡要分析。

關鍵詞：起重機;變頻器;應用

1起重專用變頻器調(diào)速系統(tǒng)特點

起重機的變頻調(diào)速系統(tǒng)采用變頻調(diào)速技術和可編程控制（PLC）技術，真正實現(xiàn)了變頻器在位勢能負載上的應用，取代了傳統(tǒng)的電機轉子調(diào)阻調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)電控線路由變頻器和PLC及電源進線開關、線路接觸器、輔助開關、輔助繼電器等外圍電氣器件組成。PLC（可編程邏輯控制器）根據(jù)系統(tǒng)設定和檢測參數(shù)控制起重機的啟動、制動、停止、可逆運轉及調(diào)速運行，使起重機實現(xiàn)平穩(wěn)操作，提高運行效率，改善超負荷作業(yè)，消除啟動和制動時的沖擊，減少電氣維護工作量，降低電能消耗，提高了功率因數(shù)，同時系統(tǒng)還可以實現(xiàn)過電流、過電壓、欠電壓和輸入缺相保護，以及實現(xiàn)變頻器超溫、超載、超速、制動單元過熱、I/O故障保護，并能實現(xiàn)電動機故障保護等。

2變頻器的電氣控制原理、選型和調(diào)試

現(xiàn)以36噸集裝箱門吊變頻系統(tǒng)的起升機構為例，對變頻調(diào)速控制系統(tǒng)進行論述。

2.1系統(tǒng)構成

系統(tǒng)構成如下圖所示。

圖中：M——變頻電機DZ——制動器

FJ——風機VVVF——變頻器

PLC——可編程邏輯控制器

PG——編碼器

ACL——三相交流動力電源

MCCB——斷路器MC——接觸器

RB——電阻器

2.2電氣控制原理

1）動力回路

a三相交流電（380V/50HZ）——滑觸線或吊車電纜卷筒引入——電源柜的斷路器等MCCB——ACL——變頻器VVVF——起升變頻電機

b三相交流電（380V/50HZ）——滑觸線或吊車電纜卷筒引入——電源柜的斷路器等MCCB——ACL——起升柜接觸器——起升制動器及風機

2）控制回路

a聯(lián)動臺——PLC——VVVF——控制電機、制動器及風機的動作

b人機界面——PLC——VVVF——控制電機、制動器及風機的動作

cPG（編碼器反饋信號）——PG卡——PLC——VVVF——控制電機動作

d重量檢測機構（如超載限制器）——PLC——VVVF——控制電機動作

e風速儀——PLC——VVVF——控制電機動作

f限位開關——PLC——VVVF——控制電機動作

起升機構采用閉環(huán)矢量控制，旋轉編碼器裝在電機軸端上，將轉速等信號經(jīng)PG卡輸入PLC。PLC按邏輯程序?qū)⒃O定信號與反饋信號進行比較運算后輸出指令來控制電機的頻率、勵磁電流及相位等，使變頻器的輸出無限接近比較精確的設定值，最高可達到0.05%，形成了輸入——反饋——比較——輸出——反饋——輸入的閉環(huán)系統(tǒng)。矢量控制就是仿照直流電動機的調(diào)速特點，使三相異步交流電動機的轉速也能夠控制兩個垂直的直流磁場。其中，轉速的反饋作用是使變頻器所驅(qū)動的電動機的轉速能嚴格地按照變頻器設定轉速值保持相對一致。因此，電動機具有較硬的機械特性和很高的動態(tài)響應能力。

2.3起重機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)主要部件選型

1）電機的選型

用變頻器拖動的電機啟動、制動力矩如下表所示。

起升電機功率計算公式為：PN=Q.ν/1000η=36000*9.8*9.9/60/1000/0.85=68KW

選用了新大力變頻電機YZP315S2-8M75KW。

2）變頻器選型

變頻器選型要求為：a低頻轉矩響應特性好（零轉矩功能）;b能夠四象限運行;c抱閘時序的軟件支持。變頻器選用了安川CIMR-HB4A0216。

3）可編程邏輯控制器PLC選型

PLC應具有邏輯鎖定、上限、超重保護、異常自診斷、代碼顯示、遙控器界面、起升控制、空鉤高速轉換、負載均衡等功能。PLC選用三菱FX2N-128MR。

2.4調(diào)試

1）安全事項

調(diào)試前必須注意以下事項：a上電前，認真檢查變頻柜的電源輸入端R、S、T與輸出端U、V、W接線的正確性，否則會損壞變頻器。

b中間直流回路電壓在斷電后5分鐘才會降到安全電位，所以在斷電后5分鐘內(nèi)嚴禁接觸變頻器，以防觸電。

c變頻器與電機必須可靠接地，防止由于漏電流而引起觸電。

3結語

綜上所述，本文重點介紹了起重機專用變頻器的系統(tǒng)特點、變頻器的電氣控制原理及選型、安裝、調(diào)試，以期為鐵路貨場的吊車司機及維修電工了解這方面的知識提供幫助，使其能更好地操作或維護起重機這種特種設備，能夠安全使用吊車，快速排除故障，延長吊車使用壽命，提高裝卸效率，保障貨運安全，為鐵路貨運做貢獻。

參考文獻：

[1]蔡玉春.變頻器技術在橋式起重機中的應用改造[J].浙江冶金，2014（01）：40-42.

[2]蔡紅生.變頻器技術在港口門式起重機上的應用與探討[J].建設科技，2015（24）：128-129.

（作者單位：營口港務集團有限公司機械分公司）