变频器在自动化控制起重设备中的应用分析

变频器在自动化控制起重设备中的应用分析

魏刚刚

兰州市轨道交通有限公司运营分公司

摘要：随着我国经济水平的发展与进步，人们对起重设备的运用也愈加广泛。在自动化控制的基础上形成的起重设备需要利用变频器来实现相应的功能。因此，本文将会从变频器的角度来探讨其在自动化控制起重设备中的应用意义，深入剖析日常使用中存在的问题，进而提出相应的安装与调试对策，进而增强变频器在我国起重设备的应用效果。

关键词：变频器；自动化控制；起重设备；应用分析

当前技术不断更迭与进步的发展背景下，我国的机械化水平已实现了较大的突破。起重设备是在工矿企业中使用较为频繁的设备，一般情况下在启动与调试过程中会采用交流电动机的方式。而变频器则是被应用于自动化控制的流程中，变频技术经过多年的发展已经积累了不少的经验，交流电动机也逐渐取代了传统的直流电动机的技术，随着PLC与网络通讯等技术的形成，变频器在自动化控制领域获得了更多的升级空间，并为起重设备自动化控制性能的提高奠定了良好的基础。

一、变频器在起重设备中的应用意义

（一）实现无触点的自动控制

通过将PLC与变频器的调速能力相互结合，可以有效的实现无触点的控制模式。过去传统的技术是利用继电器—接触器来实现对起重设备拖动系统的控制。而现在随着技术的不断发展，变频器技术推动了设备无人控制与远程控制等功能的实现，特别是在现场总线技术融入到变频器中之后，通过计算机和PLC便可以对多台变频器实施直接控制，进而根据预定的控制策略实现分散控制与集中监测的功能。

（二）提高调速的控制质量

在引入变频器的调速功能之后，变频器技术得到更为广泛的应用，对起重设备的调速质量也形成了积极的作用。在系统中安装速度传感器控制，其调速范围维持在1：1000的比例，而当取消速度传感器控制之后，其范围调整为1：100，同时还需要动态转矩的响应时间维持在5ms的范围之内。当系统装有速度传感器时，其控制精度需要维持在0.005%，否则应当处于0.5%之内。

（三）有效的保护控制系统

将变频器技术应用到系统中，可以实时的了解控制系统内部的过压、欠压等状况，一旦出现问题，便会自动采取预定的措施进行调整，达到保护系统运行的目标。另外，在传动链结构中，需要对一些重复或不必要的装置进行简化，不断的优化设备设计，并利用外接电阻来降低系统的电能消耗，从而延长系统使用的寿命。

二、变频器在起重设备中需注意的问题

（一）注意控制起重设备的调速方式

起重设备对于调速的要求是能够确保在一定的范围内实现调速的需求。尤其是在低速度过程中，要满足准确停车或者爬行的需求，则需对设备的转速变化能力提出较高的要求。因为起重设备的速度转变性能状况将会直接影响着设备是否可以按照预定的速度图运行。另外，由于在设备被开启时负载处存在较大的冲击，因此需要对设备的起动转矩提出更高的要求。在选择变频器的过程中，尽可能的选择高性能的矢量控制型，并加入制动式电阻、滤波器等，以此来缓解重物在被下放过程中所形成的能量回馈问题，否则将会因此对设备电源造成消极的影响。

（二）控制重物滑钩的现象

将变频系统应用到起重设备后，其工作中重要的内容是在电动机回馈时系统的稳定度，尤其是要注意对卷扬提升机构中溜钩现象的预防。所谓溜钩，事实上是电磁制动器在松开之后与抱住之前的情况下，产生重物下滑的想象。因此需要控制好电磁制动器在通电之后的使用时间，一般需要控制到0.6秒的水平，避免出现变频器过早输出的现象。另外，在抱闸的情况下，还要减少电磁制电器的使用，避免出现跳闸现象，进而导致出现错误的操作现象。

三、变频器在起重设备中的安装调试

（一）变频器的安装

首先，在变频器的安装过程中，相关的操作人员要根据当前设备的设计要求来进行实施，确保在布线、接线等操作中符合国家与企业的标准。从接线方面来说，需要做到接线准确并且可靠，在电源入线的过程中需要将其尽可能的接到主电源系统中，才能为后续设备的良好运行奠定基础。对于接收弱信号的端口，工作人员在配线过程中对于电线使用的长度要做好一定的限制，最好在20米之内，电线的类型也最好使用屏蔽线，提高线路使用的安全性。如果使用的功率低于3.7kw，那么电动机与变频器之间的线路长度应当在50米之内，即便容量变大，其长度也需要小于100米的范围。如果因某种原因导致线路的长度无法控制到有效范围内，则可以在线路中连接OFL滤波器，以此来为导线与端口之间进行搭桥。

其次，接地设置以及布线的情况也将会直接影响到变频器的顺利使用。因此如果一个柜内存在较多的变频器，则应当对变频器的安装使用横向并排的模式来进行。如果因环境条件的限制而必须采用上下的安装，那么各个机器之间做好放入相应的分隔板，同时还要将产品安装的尺寸以及环境的通风散热情况考虑到实际的运作环节中，周围的温度也在可控的标准范围之内，以此来确保变频器的正常运行。当然，如果同一个柜内还存在着其他的设备元件，还需要将对其他设备造成的影响做出充分的考虑，尽可能的落实好变频器的安装工作。

（二）变频器在起重设备中的调试流程

变频器的运行方式较为多样，其中板面的运行方式便是变频器在首次通电时需要采用的方法。在设备通电之后确认系统的冷却风扇状态以及板面的显示运作是否合理。一旦在变频器的运作过程中出现电机转向的问题，则需要对设备输出端口的接线进行更换。如果变频器出现电流过载问题时，要先检查机械的负载情况，如果显示结果正常，则适当的提升系统转矩。而如果电子继电器无法有效的调整过载的情况，则可以取消掉这一功能，利用制动电阻来保护过载，并通过转矩来维持电机的顺利进行。

（三）变频器的维修与保养

从实际的实践情况来说，一般经过6-7年的使用之后，变频器产生故障的频率将会上升。国内有对这类问题做过深入的探讨与研究，大多数的解决办法就是改掉整版和相应的组件。当变频器的型号变老之后，可能因为某一类配件的缺乏，而导致变频器无法及时的投入使用。因此企业在购买变频器时需要注意变频器的升级情况，尽可能的选择最新的版本。大多数的变频器使用寿命维持在7年的水平，因此需要做好变频器日常的维护工作。除此之外，在机械的保养方面，还要注重对钢丝绳、抱闸等方面的保护，除了平时定期的调整与维修，还要每年对当前设备中的系统做彻底的清查，以此来提升设备的使用年限。

结束语

变频器可以确保起重设备的正常运行，并且提升其自动化控制的水平。但是当前起重设备在运行过程中。依然存在诸多的问题。由于变频器使用的寿命十分的有限，因此必须采取相关的措施针对性的提高系统运行设备的性能，尤其是对相关的技术人员做好定期的培训，进而为变频器在起重设备中的应用研究提供更多可借鉴的新思路。

参考文献：

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