罗庆锋
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摘要：变频调速技术在调速系统中得到了广泛的应用。与以往的直流调速和能耗制动调速相比，起重机调速系统采用的变频调速技术更经济、更安全。自20世纪90年代以来，它得到了广泛的应用。为了使变频调速技术在起重设备中得到更好的应用，分析了变频调速对起重机的影响，探讨了提高变频调速在起重机中应用效果的对策。
关键词：变频调速；起重机；影响；对策
引言：变频调速以其稳定性高、可靠性强、控制难度低等优点在起重机中得到广泛应用。然而，由于我国工业发展缓慢，起重机控制复杂度高，变频器在起重机中的应用存在诸多问题。根据多年的工作经验，详细分析了变频调速对起重机的影响，并在此基础上提出了相应的对策。
1变频调速的基本原理
1.1三相异步电动机的一般调速方法如下：
1.1.1改变极数p改变电机转速，转速只能为3000、1500、1000。。。其中步进调速.
1.1.2改变滑差调速的常用方法是改变定子电压调速和滑电机调速.
1.1.3改变定子电源频率f是改变同步转速n。由于没有人为的变化s，转子无附加滑功率损耗，因此效率高。它是一种理想的调速方法。但是改变定子电源的频率f是变频调速，这就要求控制电路组成更加复杂。
当通过降低频率来减速时。当频率刚下降时，机械特性已切换到曲线2。工作点从a跳到a'并进入第二象限。转矩变为反向制动转矩，使转速短时下降，重新进入第一象限。当它到达B点时，它又处于稳定运行状态。B点为频率降低后的新工作点。此时，速度已降至N2。当通过降低频率来减速时。当频率刚下降时，机械特性已切换到曲线2。工作点从a跳到a'并进入第二象限。转矩变为反向制动转矩，使转速短时下降，重新进入第一象限。当它到达B点时，它又处于稳定运行状态。B点为频率降低后的新工作点。此时，速度已降至N2。
1.2当空钩（包括轻载）下降时，吊钩本身不能下降，必须通过电机的反向操作来实现。此时电机的转矩和转速为负，所以机械特性曲线在第三象限，如图2所示，工作点为C，转速为N3。
当通过降低频率进行减速时，当频率刚下降时，机械特性已转换为曲线④, 工作点从C点跳到C'点，进入第四象限。扭矩变为正以防止吊钩下降。因此，它也是制动力矩，减慢了下降速度，重新进入第三象限。当达到D点时，处于稳定运行状态，D点为频率降低后的新工作点。此时，速度为N4。
1.3当重物下降时，重量会因自身的重力而下降。电机的旋转方向反转（下降），但其转矩方向与旋转方向相反，正方向。其力学特性如图3曲线5所示，工作点为e，转速N5。此时，电动机的作用是防止重物因重力加速度而加速，从而达到以恒定速度降低重物的目的。在这种情况下，摩擦力矩会防止重量下降，因此当重量下降时的负载扭矩小于重量上升时的负载扭矩。
2起重机受到变频调速造成的影响
2.1操作方便
变频调速在起重机上的应用，在很大程度上减轻了司机的劳动强度。这是因为变频控制主要是由驱动器启动，然后在计算机的帮助下，它可以有效地控制各种机构的动作，独立地做更符合逻辑的工作。
2.2节能效果好
当电机低速运行时，能耗非常大，而变频调速会对电机的动能消耗和功率损耗产生影响，使其调速电阻差呈下降趋势，从而达到节能的效果。另外，变频调速不需要消耗电网在下降过程中的能量。与过去采用的速度控制方法相比，它可以节省大约一半的能量。
2.3机械寿命变长
以往起重机采用的调速方式对机械的成形影响很大，而变频调速可以达到无级调速的效果。其速度过渡极为平稳，产生的加速度不大，加速度冲击小，可在很大程度上提高设备的使用寿命。同时可以减少机构磨损，特别是变频调速可以产生零速制动现象，将起升机构制动由过去使用的驻车制动改为支撑制动，理论上机械寿命非常大，提高了大范围起吊重物过程中的安全性。
2.4对供电的影响
大多数起重机主要采用电压型逆变器。这种逆变器的电流主要由平滑电容提供。但是由于内部障碍物的存在，逆变器的供电能力会对电流波形产生影响。随着供电容量的增加，波形将变得更陡。此时，电压波形的失真将更小。但是，当电源容量变小时，电流波形处于稳定状态，电压波形的失真度就越大。电源中电流、电压的畸变会直接对起重机的继电器、主电机、接触器等设备造成振动、过热等不良影响，缩短设备的使用寿命，造成动作失误。
2.5对保护电器造成影响
谐波会影响保护继电器的动作特性，使其发生变化。这是因为当谐波失真发生时，主要依靠采样数据的数字继电器极易出错。二次高次谐波还会引起误动和误动对距离、过流、欠压继电器的影响，导致保护装置功能丧失和动作不平衡。
2.6对变压器的影响
高次谐波电压会对变压器产生影响，使其产生集肤效应和邻近效应，从而增加绕组中铜、铁的消耗，最终导致变压器温度升高，绝缘容量降低，容量裕度降低。此外，谐波还会引起变压器绕组与线路电容之间的谐振，产生噪声。
2.7变频调速系统受外界影响
起重机的变频调速系统通常由PLC控制。因此，变频器和PLC的外部影响会影响变频调速系统的运行。一般来说，电网中谐波的存在会对逆变器产生有害的干扰。如果不及时处理，电网中的电源电路就可以作为干扰逆变器的媒介。另外，变频调速系统附近的电磁噪声也会影响系统的电信号，从而影响系统的正常运行。
3提高变频调速应用在起重机中效果的对策
3.1实施隔离对策
对策的内容主要是将电路中的干扰源和易受干扰部分完全隔离，使其处于断开状态。具体措施如下：
3.1.1将变频系统的电源与其它设备完全分开，切断谐波电流.
3.1.2电源线与控制线的接地不能连在一起，避免共用接地线的干扰。
3.2开展滤波对策
滤波器的安装可以防止电源线对电源和电机的干扰信号。选择逆变器的输出侧安装输出滤波器，可以降低电磁噪声和损耗。与逆变器输入侧串联的谐波滤波器可以减小对电源的影响。但我们需要选择LC滤波器，因为这种滤波器不仅可以吸收谐波，而且可以改善供电和负荷的阻隔性，从而有效地控制谐波。如果电路中有敏感电子器件，为了避免传导干扰，电源线中应安装电源噪声滤波器。
3.3实行屏蔽对策
在所有的干扰抑制方法中，屏蔽干扰源是最理想的方法，其步骤主要包括：
3.3.1为了防止变频器因干扰而产生电磁泄漏，变频器外装有铁壳。
3.3.2输出线装有钢管或铠装电缆。另外，在每个电缆沟内采取单独的敷设措施，防止辐射干扰。
3.3.3信号线应采用屏蔽线，屏蔽线与逆变器主电路控制线之间应保持适当的距离。另外，信号线应采用双芯屏蔽，与主电路和控制电路完全隔离。不应在同一管道内，相邻的电子敏感设备线路也应屏蔽。此外，屏蔽层应接地，因为它可以提高屏蔽效果。
结束语
实际运行表明，变频调速起重机具有良好的调速性能和机械特性。其良好的起升和制动性能，使起重机吊钩定位快速准确，从而大大提高了作业效率。设备故障率低，变频器具有较为完善的故障诊断和显示功能，便于维护保养。在精密起重和高速频繁起重作业领域具有广泛的应用价值。
参考文献
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