变频调速系统在通用桥式起重机节能改造中的应用探讨

杨朝禄

摘要： 本文对桥式起重机进行了概述，并对变频调速系统在桥式起重机节能改造之中的应用进行分析，希望可以对桥式起重机使用性能的进一步提升有所帮助。

关键词： 变频调速系统;桥式起重机;节能改造;应用

桥式起重机

从外形来看，通用桥式起重机就像是一座桥梁，因此，我们又将这种起重机叫做行车或者是天车。它主要是由桥架（主梁）、走台、栏杆和小车轨道、大小车行走机构以及起升机构组成[1]。其各个机构的组成与功能如下：大车行走机构，由绕线的电动机和制动器等促成，其功能在于拖动着整台桥式起重机沿着大车轨道运动;小车行走机构，由绕线的电动机和制动器等组成，其功能在于拖动着重物、主钩或者副钩运动;起升机构（主起升机和副起升机两个机构）由绕线的电动机和制动器等，其功能是拖动着重物做升降运动。

通用桥式起重机之中的传统调速系统

在传统的桥式起重机电子拖动系统之中，主要是通过交流绕线转子异步电动机转子串电子来实现调速和启动的，借助于滑环和电刷，将若干段的电阻串联进转子回路，电阻接入的多少是由接触器进行控制的，这样就达到了控制转速的目的。但是这种系统有着诸多的缺点，以下就是对其缺点的总结：其一，安全性差。系统的频繁切换由接触器所控制，如果启动时产生较大的冲击电流，起重机司机一般会通过反制动进行稳钩，这样就很容易造成电刷起火、烧毁触头甚至烧毁电动机等的情况。其二，传动性差。系统有着很软的机械特性，虽然耗能很大，但是调速的范围却很小，调速的精度也很差。其三，耗能高。由于起重机的运行经常处于低速状态，因此20%以上的功率会在转子串接电阻的时候浪费掉，电机的损耗功率通过热能的形式释放出去，不能回收，而变频系统又需要经常更换电阻，因此就会产生较高的能量消耗。

变频调速系统在通用桥式起重机之中的应用分析

变频调速系统的优点分析

随着近年来变频调速技术的不断发展，变频控制器在价格方面也实现了不断的降低，因此，变频调速技术也就在起重机调速系统之中得以广泛应用。对于起重机的变频调速系统而言，其应用的主要技术就是可以进行编程的逻辑控制技术和变频调速技术，通过这两项技术的应用，才使得变频器的优势得到了充分发挥，替代了原有的起重机调速系统，并广泛适用于新起重机的制造与起重机的改造之中。变频控制系统有以下的优点：

调速的范围更大，动态感应能力更强，并有着更强的精准定位功能和更强的通用性。在对系统进行调试、设计与安装方面都有着很小的工作量，维护起来也更加方便，更易于改造，并且有着很小的体积和重量，能量的消耗也很低。

系统可实现电机软启动和软停止，也可以进行无级调速，让转动冲击得以显著降低，进一步延长起重机使用的寿命。

采用高度集成的组件，让传统系统之中接线复杂的情况得以避免，同时也让电气的可靠性得以显著提升，并实现了保护性能的进一步完善。应用软件来取代大量的时间继电器和中间继电器，极大程度减少了硬件的数量，让接线的数量减少到传统调速系统接線数量的十分之一到百分之一，这样就使得触点接触不良所导致的故障发生几率得以显著降低，进一步保障系统的良好运行。

该系统具有十分明显的节能效果，可以让桥式起重机的工作效率得以显著提升，平均节电率可以超过20%。

通过应用变频调速系统，可以让传统调速系统应用之中违章操作的情况得以彻底杜绝，进一步提升系统的安全性。

由此可见，将变频调速系统应用到通用桥式起重机之中，可以让传统调速系统之中的很多问题都得到有效解决，让桥式起重机的性能得到极大程度的改观，并实现其经济效益的显著提升。

变频调速系统的软件设计

要想有效实现对变频器的控制，首先应该做到的就是给PCL编程，通过对相关技术与程序的应用，变频调速系统工作的过程可以作为变成过程之中的重要依据。

比如：在桥式起重机的小电机工作之中，在驾驶室的门和横梁栏杆门关闭好之后，将位置开关SQa、SQb和SQc闭合，在紧急开关SB2等都符合相关要求的时候，速度开关应置于零位，将启动按钮SB1按下之后，接触器KM就会通电吸合，进而接通三项电源。如图1所示：

速度开关停留在“1”位置的时候，就可以将三项交流电接入电动机，让1档的速度启动，如果速度开关停留在“2”位置上，就说明此事的系统正在以2档的运行速度运行。通常来讲，桥式的起重机在正向速度上和反向速度上都有五个档。

如果速度的选择开关处于零位，或者是因为停电，使得电动机的运行停止，为了预防变频器跳闸所造成的拖动负载下降情况，就应该在系统中设置机械的制动装置。

当发生紧急情况的时候，应该立即按下紧急开关SB2，让所有的电动机制得到机械制动，再接通变频器之中的紧急控制端EMS，此时，电动机就会在变频器的控制之下立刻停止运行，如果有电动机的过载现象出现，继电器的触点FR就会与变频器外界的保护控制器接通，进而停止变频器的工作。

在小车的两头装上位置开关SQ1和SQ2，小车在快要行走到终端的时候，两端的行程限位器就会切断小车的电路，让小车的电动机停车并实现制动。

如果变频器因故障跳闸，在排除故障、重新启动的时候，将复位键SB按下，将复位控制的终端RST接通，就可以恢复变频器的正常运行。

结束语

综上所述，将变频调速系统应用到通用的桥式起重机之中，不仅可以让桥式起重机对于公益的要求得到良好满足，也可以克服传统调速系统之中的诸多问题。同时，变频调速系统的应用也可以通过相关参数的设置来起到对机械设备的保护作用，让系统的保护得到进一步完善。

参考文献

郭明翔.集装箱桥式起重机变频调速系统再生运行及节能研究[J].中国设备工程，2018（23）：154–157.

刘成科.基于变频调速技术的桥式起重机改造[D].江苏：江苏大学，2016.