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摘要：伴随着我国科技的发展，机械领域也有了质的飞跃。起重设备的运作实现了自动化控制，但是该过程需要变频器的参与才能得以实现。本文从变频器相关背景出发，分析了变频器在起重设备应用中应注意的问题，并分析了变频器的具体安装与调试流程。
关键词：变频器；起重控制系统；应用
引言
起重设备(吊车)在现代工业生产过程中举足轻重，其电气控制的可靠性也尤为重要。许多吊车都工作在环境恶劣的场合，如:震动、粉尘、高温。传统的吊车控制系统大多都采用继电器—接触器控制。控制落后，故障率较高，维护困难。吊车起制动频繁，经常引起接触器触点烧毁、粘连等故障。传统吊车控制系统的过电流保护采用过电流继电器，过流值精确度极差，有时误动作或不动作。电动机的加速靠时间继电器+人工控制，当时间继电器出现故障时，造成电动机加速过快或不加速故障。上述各种故障将使吊车设备不能正常运行，严重时将烧毁电动机，同时增加了维护人员的劳动强度。
1变频器的简介
变频器，顾名思义是变换频率的，简单来说，就是通过对频率的调节，到达设备电机转速的调节，最终使整个设备的运行达到一个稳定的状态。通常情况下，设备的转速都是固定，这就限制了设备的用途，因为多数情况下是需要根据不同情况来不断调节设备的转速，而变频器的出现不仅仅能够调节设备的转速，还能够借助一些电子元件，使设备的功能性更加完善，因此变频器已经是工业发展必不可少的设备，应用范围也十分广泛。
2起重设备变频器主要功能及特点
2.1抱闸逻辑控制与监控
准确的抱闸开启和闭合控制时序，通过抱闸实时状态反馈和起动预转矩补偿，确保控制的安全性和可靠性。
2.2轻负载升速(电子副钩)
起重机空钩或轻载时实现2倍速运行，提高装卸效率。轻负载升速功能主要应用于起升高度较大的起重机:在起升机构空载运行时自动使速度上升，以缩短时间来提高装卸效率;重载时自动降低速度以确保设备和人身的安全。变频器根据启动后一段时间内的平均电流值来判断负荷的大小:当负载重时，变频器自动降低输出频率;当负载轻时，变频器自动提高输出频率。
2.3安全性与稳定性
控制回路电源和主回路电源可以分别控制提高了用户调试时的安全性，便于故障诊断与维护。
2.4操作模式灵活方便
根据起重机不同的操作模式，为用户提供以下操作模式选择:操纵杆模式、遥控模式、电动电位器模式、分级操纵杆给定模式、分级遥控给定模式、通讯给定模式等。主从控制功率平衡与速度同步技术。
2.5第二电机控制及切换功能
一台变频器通过参数自学习可以自动存储两套电机参数，通过切换指令实现对两组电机的高性能矢量控制;便于电气传动系统的控制，降低用户成本。在两个大功率电机通过减速箱刚性连接驱动一个起升机构时，主从控制功率平衡功能保证两个电机出力均匀;在双起升机构提升一个重物时，主从控制速度同步功能保证两个起升机构同步提升，确保安全。
2.6预励磁及起动预转矩补偿
预励磁功能是在启动之前自动地对电机实行直流励磁，以保证电动机快速地提供起动转矩，并通过调节励磁的时间使电动机的起动与机械制动器的释放时间相配合，避免出现“溜钩”现象。
2.7松绳检测
(1)防止在起重机绳索松弛的情况下，轻负载升速功能误动作引发的不安全运行。
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(2)危险速度监视、快速停车及超速保护。变频器实时监测电机的运行速度，当电机速度大于设定的最高允许速度或速度偏差值时，变频器发出故障报警并立即停止输出，机械制动器动作，使起重机处于安全状态。
(3)快速停车功能给用户提供以下三种方式供选择:①电气制动的停车;②电气制动加机械制动的停车;③机械制动的停车。
3变频器在起重设备运用中应注意的问题分析
3.1要注意控制起重设备的调速方式
起重设备对于调速要求是必须做到在较大控制范围内可以实行调速，特别是在在低速度阶段，为了满足设备的爬行以及准确停车需要，要求设备具备较高的转速变化能力。如果要确保起重设备按照预定的速度图运行，就需要具备相应的速度转变性能。同时，负载处在设备启动时受到很大的冲击，对于设备的起动转矩要求也相应较高。而起重设备下放重物时，存在相应的能量回馈现象。因此，在选用变频器时，需要注意选用性能较高的矢量控制型，同时要加装上电源再生专用回馈单元，也可以一句实际情况，采用制动式电阻、电抗器以及滤波器等，以解决重物在下方过程中的能量回馈现象，消除回馈现象对电源的不利影响。
3.2要控制好重物滑钩现象
在起重设备中应用变频系统时，工作重点在于保持电动机在回馈状态时的系统稳定性，特别是要注意加强对卷扬起升机构中的溜钩预防控制。溜钩指的是，当电磁制动器处于抱住之前与松开之后的状态时，非常容易导致重物发生下滑现象。所以，在电磁制动器从通电至断电过程中的时间应当注意控制在0.6s左右，避免变频器的过早输出。此外，应当尽量避免电磁制电器在抱闸情况下进行操作，以避免设备因跳闸出现错误操作。
4变频器在起重设备中的安装调试流程
4.1变频器在起重设备中的安装调试流程
安装变频器需要由专业人员依照严格的设计要求进行安装，需要变频器的布线接线工作都满足作业标准。在安装变频器的时候需要保证接线作业的作业质量，包括作业的准确度和安全度。还应该保证配线长度控制在20m以内，并且尽可能采用屏蔽线。若起重设备的功率低于3．7kW时，就需要将变电器和电动机之间的线的长度控制在50m的范围之内。
4.2变频器的安装
安装时，应当指派专业安装人员严格依据设计要求来进行，变频器的布线接线以及接地等作业都应当符合想要的我标准。接线作业上要做到准确并且要牢固可靠，电源在入线时应当接在相应的主电源系统上。对于弱信号接收的端子，在配线时应当注意在长度上尽可能控制在小于20m的范围内，并且尽量采用屏蔽。当功率低于3.7kW时，应当将变频器和电动机间连线长度控制在50m范围以内，容量更大时，应控制在小于100m范围以内。如果线路过长时，应当注意连接OFL滤波器，以压接端子进行端子与导线之间的连接。
其次，要注意不正确进行接地设置以及不合理的布线，都会影响到变频器的正常使用。因此，如果出现多台变频器处于同一个柜内之时，应当横向并排对变频器进行安装。如果必须要进行上下安装使，则必须设置好分隔板。同时应当充分考虑产品安装的尺寸要求以及柜内的通风散热情况，以确保变频器工作时，周围温度可以保持在规定值范围内。如果在同一柜内需要安装其他元件之时，必须考虑变频器的散热将对这些配件的影响，从而将变频器尽量安装于柜子上部。
4.3对变频器进行维修与保养
从现实生产实践来看，变频器在使用6年以上之后就容易经常出现故障。为了延长变频器出现故障的时间，保证起重设备的正常运转，需要定期的更换整板和组件。若变频器的型号老旧，缺少相应配件时，需要重新购买变频器。在采购变频器时需要尽可能采用原厂生产的变频器，这样既能保证配件之间的协调，也能降低起重设备出现故障的概率。
结语
综上所述，变频器的运用对于起重设备的生产效率将会产生重要影响。技术的提升使得变频器在起重设备中的应用得到普及，但是当前变频器在起重设备中的应用还存在较多的问题，因此我们需要正确的安装和运用变频器，这样不仅能够保证变频器的使用寿命，降低企业的生产成本，还能够提高起重设备的生产效能，让企业创造更多的利润。
参考文献
[1]张速江.PLC、变频器在工业中的应用[J].通信电源技术,2018(02):137-138.
[2]张云鹏.PLC及变频器在港口起重设备上的应用[J].冶金丛刊,2016(08):118+120.
[3]胡斐然,卢杰.变频器在起重设备控制系统上的应用[J].包钢科技,2017(04):91-94.
[4]杨秋萍,李疆.PLC与变频器在工业循环水系统中的应用[J].贵阳学院学报（自然科学版）,2013,8(03).22-25.
论文作者:王卓
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：变频器论文; 设备论文; 电动机论文; 速度论文; 作业论文; 电机论文; 吊车论文; 《中国电业》2019年第09期论文;