楊朝祿

摘要： 本文對(duì)橋式起重機(jī)進(jìn)行了概述，并對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)在橋式起重機(jī)節(jié)能改造之中的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可以對(duì)橋式起重機(jī)使用性能的進(jìn)一步提升有所幫助。

關(guān)鍵詞： 變頻調(diào)速系統(tǒng);橋式起重機(jī);節(jié)能改造;應(yīng)用

橋式起重機(jī)

從外形來(lái)看，通用橋式起重機(jī)就像是一座橋梁，因此，我們又將這種起重機(jī)叫做行車(chē)或者是天車(chē)。它主要是由橋架（主梁）、走臺(tái)、欄桿和小車(chē)軌道、大小車(chē)行走機(jī)構(gòu)以及起升機(jī)構(gòu)組成[1]。其各個(gè)機(jī)構(gòu)的組成與功能如下：大車(chē)行走機(jī)構(gòu)，由繞線的電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器等促成，其功能在于拖動(dòng)著整臺(tái)橋式起重機(jī)沿著大車(chē)軌道運(yùn)動(dòng);小車(chē)行走機(jī)構(gòu)，由繞線的電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器等組成，其功能在于拖動(dòng)著重物、主鉤或者副鉤運(yùn)動(dòng);起升機(jī)構(gòu)（主起升機(jī)和副起升機(jī)兩個(gè)機(jī)構(gòu)）由繞線的電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器等，其功能是拖動(dòng)著重物做升降運(yùn)動(dòng)。

通用橋式起重機(jī)之中的傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)電子拖動(dòng)系統(tǒng)之中，主要是通過(guò)交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電子來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速和啟動(dòng)的，借助于滑環(huán)和電刷，將若干段的電阻串聯(lián)進(jìn)轉(zhuǎn)子回路，電阻接入的多少是由接觸器進(jìn)行控制的，這樣就達(dá)到了控制轉(zhuǎn)速的目的。但是這種系統(tǒng)有著諸多的缺點(diǎn)，以下就是對(duì)其缺點(diǎn)的總結(jié)：其一，安全性差。系統(tǒng)的頻繁切換由接觸器所控制，如果啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流，起重機(jī)司機(jī)一般會(huì)通過(guò)反制動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)鉤，這樣就很容易造成電刷起火、燒毀觸頭甚至燒毀電動(dòng)機(jī)等的情況。其二，傳動(dòng)性差。系統(tǒng)有著很軟的機(jī)械特性，雖然耗能很大，但是調(diào)速的范圍卻很小，調(diào)速的精度也很差。其三，耗能高。由于起重機(jī)的運(yùn)行經(jīng)常處于低速狀態(tài)，因此20%以上的功率會(huì)在轉(zhuǎn)子串接電阻的時(shí)候浪費(fèi)掉，電機(jī)的損耗功率通過(guò)熱能的形式釋放出去，不能回收，而變頻系統(tǒng)又需要經(jīng)常更換電阻，因此就會(huì)產(chǎn)生較高的能量消耗。

變頻調(diào)速系統(tǒng)在通用橋式起重機(jī)之中的應(yīng)用分析

變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)分析

隨著近年來(lái)變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻控制器在價(jià)格方面也實(shí)現(xiàn)了不斷的降低，因此，變頻調(diào)速技術(shù)也就在起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之中得以廣泛應(yīng)用。對(duì)于起重機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)而言，其應(yīng)用的主要技術(shù)就是可以進(jìn)行編程的邏輯控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)，通過(guò)這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，才使得變頻器的優(yōu)勢(shì)得到了充分發(fā)揮，替代了原有的起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，并廣泛適用于新起重機(jī)的制造與起重機(jī)的改造之中。變頻控制系統(tǒng)有以下的優(yōu)點(diǎn)：

調(diào)速的范圍更大，動(dòng)態(tài)感應(yīng)能力更強(qiáng)，并有著更強(qiáng)的精準(zhǔn)定位功能和更強(qiáng)的通用性。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、設(shè)計(jì)與安裝方面都有著很小的工作量，維護(hù)起來(lái)也更加方便，更易于改造，并且有著很小的體積和重量，能量的消耗也很低。

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)和軟停止，也可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，讓轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊得以顯著降低，進(jìn)一步延長(zhǎng)起重機(jī)使用的壽命。

采用高度集成的組件，讓傳統(tǒng)系統(tǒng)之中接線復(fù)雜的情況得以避免，同時(shí)也讓電氣的可靠性得以顯著提升，并實(shí)現(xiàn)了保護(hù)性能的進(jìn)一步完善。應(yīng)用軟件來(lái)取代大量的時(shí)間繼電器和中間繼電器，極大程度減少了硬件的數(shù)量，讓接線的數(shù)量減少到傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)接線數(shù)量的十分之一到百分之一，這樣就使得觸點(diǎn)接觸不良所導(dǎo)致的故障發(fā)生幾率得以顯著降低，進(jìn)一步保障系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

該系統(tǒng)具有十分明顯的節(jié)能效果，可以讓橋式起重機(jī)的工作效率得以顯著提升，平均節(jié)電率可以超過(guò)20%。

通過(guò)應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以讓傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用之中違章操作的情況得以徹底杜絕，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的安全性。

由此可見(jiàn)，將變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用到通用橋式起重機(jī)之中，可以讓傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)之中的很多問(wèn)題都得到有效解決，讓橋式起重機(jī)的性能得到極大程度的改觀，并實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益的顯著提升。

變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

要想有效實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制，首先應(yīng)該做到的就是給PCL編程，通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)與程序的應(yīng)用，變頻調(diào)速系統(tǒng)工作的過(guò)程可以作為變成過(guò)程之中的重要依據(jù)。

比如：在橋式起重機(jī)的小電機(jī)工作之中，在駕駛室的門(mén)和橫梁欄桿門(mén)關(guān)閉好之后，將位置開(kāi)關(guān)SQa、SQb和SQc閉合，在緊急開(kāi)關(guān)SB2等都符合相關(guān)要求的時(shí)候，速度開(kāi)關(guān)應(yīng)置于零位，將啟動(dòng)按鈕SB1按下之后，接觸器KM就會(huì)通電吸合，進(jìn)而接通三項(xiàng)電源。如圖1所示：

速度開(kāi)關(guān)停留在“1”位置的時(shí)候，就可以將三項(xiàng)交流電接入電動(dòng)機(jī)，讓1檔的速度啟動(dòng)，如果速度開(kāi)關(guān)停留在“2”位置上，就說(shuō)明此事的系統(tǒng)正在以2檔的運(yùn)行速度運(yùn)行。通常來(lái)講，橋式的起重機(jī)在正向速度上和反向速度上都有五個(gè)檔。

如果速度的選擇開(kāi)關(guān)處于零位，或者是因?yàn)橥ｋ姡沟秒妱?dòng)機(jī)的運(yùn)行停止，為了預(yù)防變頻器跳閘所造成的拖動(dòng)負(fù)載下降情況，就應(yīng)該在系統(tǒng)中設(shè)置機(jī)械的制動(dòng)裝置。

當(dāng)發(fā)生緊急情況的時(shí)候，應(yīng)該立即按下緊急開(kāi)關(guān)SB2，讓所有的電動(dòng)機(jī)制得到機(jī)械制動(dòng)，再接通變頻器之中的緊急控制端EMS，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)在變頻器的控制之下立刻停止運(yùn)行，如果有電動(dòng)機(jī)的過(guò)載現(xiàn)象出現(xiàn)，繼電器的觸點(diǎn)FR就會(huì)與變頻器外界的保護(hù)控制器接通，進(jìn)而停止變頻器的工作。

在小車(chē)的兩頭裝上位置開(kāi)關(guān)SQ1和SQ2，小車(chē)在快要行走到終端的時(shí)候，兩端的行程限位器就會(huì)切斷小車(chē)的電路，讓小車(chē)的電動(dòng)機(jī)停車(chē)并實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

如果變頻器因故障跳閘，在排除故障、重新啟動(dòng)的時(shí)候，將復(fù)位鍵SB按下，將復(fù)位控制的終端RST接通，就可以恢復(fù)變頻器的正常運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用到通用的橋式起重機(jī)之中，不僅可以讓橋式起重機(jī)對(duì)于公益的要求得到良好滿足，也可以克服傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)之中的諸多問(wèn)題。同時(shí)，變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用也可以通過(guò)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置來(lái)起到對(duì)機(jī)械設(shè)備的保護(hù)作用，讓系統(tǒng)的保護(hù)得到進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

郭明翔.集裝箱橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)再生運(yùn)行及節(jié)能研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（23）：154–157.

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