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1、议变频器在门座式起重机控制系统中应用 摘要：随着我国国民经济的突飞猛进的发展，科学技术的日新月异，许多实用性器械已经运用在了人们生活的方方面面，变频器就是其中之一，它的的日益普及，以及港口设备上广泛的应用，门座式起重机也普遍采用了变频控制技术。了解门座式起重机工况,合理的计算、选择变频控制系统关系到门座式起重机运行的安全性和可靠性。关键词：变频器；门座式起重机；变频调速中图分类号：TN773文献标识码：A文章编号：1门座式起重机的功能分析随着人们生活条件的日益提高，门座式起重机的运用也越来越普遍，门座式起重机它是一种用来起吊、放下和搬运重物,并使重物在一定范围内移动的起重、搬运设备,在
2、生产过程中起着重要作用。门座式起重机系统分为起升、变幅、旋转、行走四部分。1.1门座式起重机的负载特点门座式起重机的各类机构都属于恒转矩负载;此外,不同的机构还具有各自的特点。7(l)起升机构由于重物在空间具有位能,是位能性负载。其特点是:重物上升时,电动机克服各种阻力(包括重物的重力、摩擦阻力等)而作功,属于阻力负载;重物下降时,由于重物本身具有按重力加速度下降的能力(位能),因此当重物的重力大于传动机构的摩擦阻力时,重物本身的重力(位能)是下降的动力,电动机成了能量的接受者,属于动力负载;但当重物的重力小于传动机构的摩擦阻力时,重物仍需由电动机拖动下降,属于阻力负载。变幅、旋转、行走
3、机构都是阻力负载。但室外起重机的这些机构有时在较大风下成为动力负载。1.2门座式起重机的调速方法门座式起重机各部分的拖动系统一般都需要调速。由于异步电动机与其他电动机相比,其结构简单坚固,易于维护。因此,在变频调速问世前,己发明了多种用于异步电动机的调速方法,并获得广泛应用。较常见的是采用绕线转子异步电动机调速:通过集电环和电刷在转子回路内串入若干段电阻,由接触器控制接入电阻的多少来控制转速。2变频器调速方式的优点(1)明显改善钢结构性能。变频调速使起升、变幅、旋转、行走运行平稳,制动冲击小。(2)变频调速以其体积小、通用性强、动态响应快、工作频率高、保护性能完善、可靠性好、使用方便等卓
4、越的性能而优于以往的任何调速方式。7(3)工作可靠性显著提高。主要有:①制动电磁铁的寿命大大延长。常规拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的(热刹车);采用变频调速后,可以在基本停住的状态下进行抱闸(冷刹车),闸皮的磨损情况大为改善。②系统的故障率大为下降。常规拖动系统是由十分复杂的接触器-继电器系统进行控制的,故障率较高;采用了变频调速控制系统后,控制系统可大大简化,可靠性大为提高。(4)节能效果十分可观。绕线转子异步电动机在低速运行时,转子回路的外接电阻内消耗大量的电能;采用变频调速系统后,不仅外接电阻内消耗的大量电能可以完全节约,而且在起重机放下重物时,还可将重物释放的位能反馈给电源(
5、可反馈电网或消耗掉)。(5)调速质量明显提高。调速范围宽、性能好,调速平稳,能够长时间低速运行,具有很高的定位精度和运行效率。起升、变幅、旋转工作速度可实现无级变速,操作者可根据负载的变化情况,实现平稳调速。(6)可简化传动链。由于可以进行无级调速,从而在机械上省去了非标准设计的减速箱。7(7)结构简单、可靠性高、易维护。各系统采用独立的控制柜,外观结构十分简单,便于日常保养和维修。使用变频器控制电机的运行,可以进行电机的软起动,而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速;对电源的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时、很准确地检测,并自动采取应变措施保护电机,确保了控制、保护动作的准确
6、性和可靠性。3变频调速系统设计3.1起升、变幅、旋转电动机由于要求比较高,应选用变频专用的笼型转子异步电动机。行走电动机可选用普通的笼型转子异步电动机。在拖动系统设计中应注意以下几点。(l)重物上升时起动转矩Ts较大,通常在额定转矩TN的150%以上。考虑到在实际工作中可能发生的电源电压下降以及短时过载等情况。一般起动转矩Ts应按照额定转矩的150%~180%来进行选择。由于各部分的拖动系统都有机械式制动器,必须充分考虑电动机在起动和制动时与机械式制动器动作之间的配合。这一点,在起升机构中尤为重要。起升机构中,上升时在重物刚离开地面的瞬间以及下降时在重物刚到达地面的瞬间,负载转矩的变化十
7、分激烈,应引起注意。3.2调速方法采用具有矢量控制功能的变频调速系统。变频后转速可以分档控制,一般采用6段速度运行,从低到高自由切换。3.3制动方式采用再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。7(1)通过变频器调速系统的再生制动和直流制动把运动中的起升、变幅、旋转的速度迅速而准确地降到0(使它们停止)。变频调速系统中有一个重要的部分需要考虑,那就是制动单元和制动电阻。制动单元和制动电阻用来释放掉负荷由势能转换来的电能。制动电阻
