起重机械电气调速控制技术研究

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年28卷8期   作者:周生峰
[导读] :随着科学技术的发展和社会的进步,机械电气管理项目的综合性升级已经成为顺应时代
        摘要:随着科学技术的发展和社会的进步,机械电气管理项目的综合性升级已经成为顺应时代发展趋势的必然选择,要对起重机械性能进行集中分析,就要对机械总体方案设计的合理性和科学性展开深度整合,以保证机械操作效果的最优化。本文对起重机械电气调速控制技术的发展现状进行了简要阐释,并详细解读了项目的发展趋势,旨在为相关项目研究人员提供更加有效的管理建议。
        关键词:起重机械;电气调速控制技术;现状
1起重机械电气调速控制技术的发展现状
        目前,我国起重机械的电气调速控制模型在不断升级,传统直流驱动结构逐渐被取代。在传统管理模型中,还会利用发电机系统实现分级控制电阻。而随着科学技术的不断进步,在技术运行机制中,控制方式也从分立元件模拟量控制结构逐渐转型为数字化控制体系, 践行了更加有效的运行效果,确保了管理模型和处理效果的最优化。在处理结构建立的同时,交流的驱动采用绕线结构,实现了对电子串电阻的调速目的。对于我国相关项目的研究体系来说,港口城市使用大型起重机械的频率较高,其中,国产机械也占据大部分,调速控制系统借助这种方式能够对相关信息和数据进行系统化整合,为了进一步获得低速特性,需要技术人员结合实际管理需求和管控措施,确保处理模型符合实际标准,也为系统的常规化运行提供基本的动力,主要是采用能耗制动、涡流制动以及反接制动等方式,保证处理效果符合预期。
        特别是近几年,我国起重机械行业呈现出高速发展的态势,电控技术的蓬勃发展也带动了整体系统的运行效率,保证行业内部管理结构的全面升级和系统化优化。在实际管理机制建立过程中,我国相关部门也要结合自身的实际发展情况,确保处理机制和控制措施的实效性,也为管理项目升级提供坚实动力。与此同时,我们相继与国际上著名的电气厂商进行合作,不仅对技术结构进行了全面的升级化管理,也对信息和产品的引进、
2起重机械变频调速控制
        变频调速是国内起重机械电气控制技术研究中的重点研究方向。虽然产业技术革新和企业不断的研发不断催促变频调速的发展,但是变频调速的实际应用范围有限,部分技术模型依旧需要在平移机械上试验。这是因为变频调速普遍适用在鼠笼式电动机以及PWM的技术中,技术难点在于需要对升位负载效果以及能量反馈项目开展集中处理和综合性分析,保证使用频率在1Hz~3Hz。本着提高工作效率和管理效果的前提,同样可以将此技术应用于光导系统中。
        起重机械电气调速系统主要由计算机、可编程控制器、变频器和电动机等构成,如图1所示。计算机的主要作用是控制信号,通过指令控制变频器的运行,同时显示并记录操作信息。此外,变频器的频率是通过电动机来调整的,所以在调速流程中,从高转低速的过程中能够保证具有有限的转差功率,具有较高的工作效率、比较宽的工作参数范围,而且工作精度很高,这就是采用定子供电的优势。
        变频调速器对电动机的电气控制具有良好的自我保护功能,借助接受信号调整电机转速,并反馈工作状态信号。如果机械发生故障等问题时,计算机控制中心可以及时收到信号,出发报警。

图1起重机械电气调速系统结构示意图
3起重机械电气调速控制研究
3.1起重机械调速的传动方案
        起重机械除特殊要求直流电源的情形下,通常使用交流电源作为传动系统,交流传动通常有定子调压调速、涡流制动器调速、变频调速等。在规定的速度范围内,起重机械的调速主要由转子接触器调节转子电阻的调速系统,对操作人员的技术较低,整体机械控制系统的成本相对较低,普遍应用于港口等场所。相对应利用转子回路串联电阻的方式也有一定的弊端,在工作中,对起重机械的冲击会很大,而且可控的速度范围相对较小,不适合调速高的工作场合。
        选择转子串电阻调速的调速方案,调速范围一般在1:3,具有线路简单、成本低、容易维修的特点,但是其调速性能差,无低速下降,无法长期低速运行。选择能耗制动调速,调速范围一般在1:3~1:5,除了具有和转子串电阻调速相同的优点外,还具有不足,在重载下降时能够获得低速,但是,在上升时无法低速。直流电源因为电动机的不同,没有办法进行标准。选择涡流制动调速,调速范围一般在1:10,工作速度有低速,但是,不能长期的进行低速运行。选择定子调压调速,调速范围一般在1:10,但是线路复杂,成本相对较高。如果使用闭环控制可以得到稳定低速,而且调速范围相对较大,能够实现无级变速。以上的调速方案在低速运行时的效率比较低,而选择变频调速,其低速运行时的效率相对较高,调速范围一般在1:100,速度可以在整个调速范围内连续控制,性能最佳,但是需要专用的变频装置,成本相对比较大。交流变频调速对于起重机械整体工作性能有很大的加强,在可控调速范围内能够实现连续控制,控制精度高,调速比大,能够长时间进行低速运行,有良好的定位精度,结构组成简单,节能省成本,是目前最为通用的调速方案,相加比最为合适。
3.2起重机械调速的变频器技术
        变频器技术包括了控制技术、电子电力技术、微电子和计算机等的综合性很强的技术,其变频调速原理基于
     
        式中,n为电机转速;f为电源频率;s为电机转速滑差率;p为电机极对数。因此可以改变输入电源频率来控制电机的输出转速。变频器的基本结构如图2所示。
        和交流拖动系统相比而言,变频器能够大范围地的完成高效连续调速控制,能够做到速度的精准控制,而且节能省电。当电动机承受较大负载时,变频器可以避免冲击电流对机械设备的损坏,执行软启动。而且变频器的保护性能很高,可随时监测到机械设备运行时的各种电气故障,如电网缺相、直流过电压、功率模块过热等,能够立即封锁输出电压并及时反馈到计算机,不仅保护了变频器自身,还确保了电动机不容易损坏。

图2变频器基本结构
4结语
        总而言之,在对起重机械电气调速控制技术的现状及发展趋向进行综合性探讨的过程中,要结合实际技术运行模式,建立健全有效的系统化处理机制,确保处理结构符合实际标准,并对相关信息维度和管理效果展开深度分析和集中调研,确保技术模型的有效性和实用性价值,结合经济指标,要积极探索新型技术,确保整体运行效果实用性和经济性。
参考文献
[1]龚籽豪. 起重机调速系统变频调速技术分析[J]. 南方农机, 2019(20):130.
[2]成瑞刚, 李一欣. 基于PLC和变频器的桥式起重机控制系统研究[J]. 中国战略新兴产业(理论版), 2019(11):1-2.
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