變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)在起重機(jī)械上的具體應(yīng)用

韋正步

摘要：隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在工程起重機(jī)械領(lǐng)域變頻技術(shù)被認(rèn)為是最有效的節(jié)能方式之一，變頻調(diào)速技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)進(jìn)行節(jié)能和調(diào)速兩種目的，使用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能達(dá)到科學(xué)用能、節(jié)能降耗，而且能夠提高自動化水平，改善工藝。變頻調(diào)速技術(shù)對于起重機(jī)械的調(diào)速有著舉足輕重的作用。本文中介紹了變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的發(fā)展歷程以及其節(jié)能的原理，還介紹了變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)械上的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù);節(jié)能技術(shù);起重機(jī)械

由于人類的大量過度的開發(fā)，當(dāng)前能源的缺乏，電力急需的問題也逐漸顯露。在近期的一篇報道中提到，我國工業(yè)用電中大約超過百分之五十的供電都被電機(jī)所消耗。尋找一個能夠?qū)⒐╇娤慕档阶钚〉姆椒ㄆ仍诿冀蓿@然變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)是當(dāng)前最行之有效的方式。變頻調(diào)速技術(shù)就是通過微機(jī)去控制電機(jī)傳動和功率電子，這種技術(shù)也是全世界公認(rèn)的最節(jié)能、最實惠、應(yīng)用最廣的調(diào)速技術(shù)。以下文章討論變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)相關(guān)問題。

一、 變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

高性能、應(yīng)用廣的調(diào)速系統(tǒng)在初期的時候都是直流電機(jī)，而交流電機(jī)也是存在的，不過相較于直流電機(jī)比較落后，它主要應(yīng)用于不變速轉(zhuǎn)動或者是簡單的調(diào)速轉(zhuǎn)動。但隨著科技水平的不斷進(jìn)步，高效的交流電機(jī)變頻系統(tǒng)出現(xiàn)了，也使得這種電機(jī)變成了主流。恒壓頻比控制是一種通過變頻器去進(jìn)行維持頻率與電壓的比值處于一個恒定的狀態(tài)，但是這種控制方法有一些不利的地方。比如說，它只能運用于那些對調(diào)速要求不怎么高的情形下，這是由于其低頻時性能不好，并且會限制最大轉(zhuǎn)矩的輸出。矢量控制理論通過矢量變換的方法可以將交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁鏈密切的結(jié)合，進(jìn)而可以得到類似于直流電機(jī)那樣的良好的調(diào)速功能。緊接著又有學(xué)者將矢量變換的方法完全摒棄，研究出了一種直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，可以很輕松的躲開轉(zhuǎn)子電阻中容易發(fā)生且模糊的一些參數(shù)對于磁鏈的影響?？v觀整個技術(shù)的發(fā)展過程，可以看出交流電機(jī)和直流電機(jī)都各有優(yōu)缺點，隨著這兩項技術(shù)不斷地融合，變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)出現(xiàn)了，并且這種技術(shù)還在隨著時間的推移不斷的向前發(fā)展。

二、 變頻調(diào)速節(jié)能的原理

靜止式的變頻器可以分為交-直-交和交-交這樣的兩大類，其轉(zhuǎn)化方法大同小異，并且作用也是差不多的，都是為了將電機(jī)的節(jié)電程度提到最高，一般情況下，變頻調(diào)速節(jié)能可以將電機(jī)的節(jié)電率最低降到百分之12，最高可以達(dá)到驚人的百分之70。變頻調(diào)速功能還具有負(fù)載的特性，可以將電壓和頻率之間變成最好的狀態(tài)，進(jìn)而使得電機(jī)一直長時間的處于一個高效但低耗能的狀態(tài)。變頻調(diào)速技術(shù)最大好處就是可以將電流對于電機(jī)的傷害降到最小，變頻調(diào)速技術(shù)可以通過空白軟啟動，將啟動時的電機(jī)性能大大的增加，從而將峰值電流以及啟動時的電流降到可能性范圍內(nèi)的最小，然后去增加啟動時的轉(zhuǎn)動速度，也就耗費了更少的電流量而取得了更好、更安全的電機(jī)工作方式，這樣的變頻調(diào)速方式就是將電機(jī)節(jié)能的功能發(fā)揮到最大[1]。

三、 變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)械中的運用

根據(jù)我國的能源使用情況以及我國的國情，變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)械上已經(jīng)得到了廣泛的運用，筆者近年來在檢驗工作中遇到很多不同型式的起重機(jī)械，發(fā)現(xiàn)它們都已經(jīng)用上了變頻調(diào)速技術(shù)，它的優(yōu)點是節(jié)能、啟動運行平穩(wěn)、噪音小、啟停定位相對精準(zhǔn)、具有較好的操控性等，同時延長了電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)的使用壽命，節(jié)約使用維修成本，如圖一所示變頻控制技術(shù)在架橋用120t桅桿起重機(jī)中的應(yīng)用。

在傳統(tǒng)的起重機(jī)械的調(diào)速方式中，大多采用的是落后的繞線式的調(diào)速方式，這種方法有著許多的缺點，以下我就列舉其中的主要幾點：

1、在低速度的情況下這種傳統(tǒng)的方法定位的精準(zhǔn)度非常的低。

2、實際操作的時候按鍵十分的繁多，這也就導(dǎo)致了傳統(tǒng)方法電機(jī)電路是十分復(fù)雜的，一旦出現(xiàn)了一些問題很難做到輕松的自檢，還容易出現(xiàn)工作人員誤操作的事情。

3、傳統(tǒng)的調(diào)速方法中啟動時的電流十分的大，并且在低速度的狀態(tài)下轉(zhuǎn)距也會變十分的慢，對于機(jī)器的損害也就自然而然的變得大了起來，也就從而導(dǎo)致了電機(jī)的使用壽命十分的短暫[2]。

而使用新型的變頻調(diào)速技術(shù)不但可以將交流電和直流電的優(yōu)點統(tǒng)統(tǒng)結(jié)合起來，通過交-直-交以及交-交的電流轉(zhuǎn)化方式將傳統(tǒng)的一些弊端在很大程度上可以完全的去除。比如說，啟動時的電流控制大小以及在低速度下的轉(zhuǎn)矩問題。

四、 起重機(jī)械中變頻調(diào)速技術(shù)的未來發(fā)展

筆者認(rèn)為想要將變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)械上更好地應(yīng)用，需要從根本-電機(jī)下手，只有將最新的技術(shù)融入到電機(jī)當(dāng)中去，才能夠使得變頻調(diào)速技術(shù)有進(jìn)一步發(fā)展。傳統(tǒng)的、普通的電機(jī)往往在啟動時，對于電流的控制還是不能夠精準(zhǔn)，并且在低速度時的轉(zhuǎn)矩問題也是十分的突出，而在起重機(jī)械中對于電機(jī)的要求是更加的高的，所以就需要一個專用的電機(jī)。在未來的研發(fā)當(dāng)中可以以研發(fā)專用于起重機(jī)械中的電機(jī)，電機(jī)的完美運作同時也離不開逆變器和機(jī)械轉(zhuǎn)動裝置的共同作用，所以研發(fā)可以有效運用于起重機(jī)械電機(jī)中的逆變器和機(jī)械裝置也是未來一個重要的研究方向。當(dāng)然變頻調(diào)速技術(shù)也不是完美無缺的，其最大的問題就是沒有去進(jìn)行劃分載荷的重量，目前主要是根據(jù)系統(tǒng)交出的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，這樣會使得器械的損害程度加強(qiáng)，并且運行的速度和精度都會隨著時間的推移變差，所以在未來的研究中，可以關(guān)注負(fù)荷重量的變頻調(diào)速技術(shù)，設(shè)計出更加可靠、耐用并且受用的范圍更廣的起重機(jī)械中變頻調(diào)速技術(shù)。

五、 結(jié)束語

綜上所述，變頻調(diào)速技術(shù)是經(jīng)過了直流電-交流電-直流與交流的混合運用，其中恒壓頻比控制的技術(shù)為變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)作出了極大的貢獻(xiàn)，變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)械中的運用解決了傳統(tǒng)的調(diào)速技術(shù)的許多弊端，但它也存在缺點，在未來的研究中不容忽視，并且需要不斷改進(jìn)完善變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)械中的運用，充分發(fā)輝變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)械中作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]林寧. 變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)在起重機(jī)械上的具體運用[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2018， No.136（14）：243.

[2]閆洪猛. 變頻調(diào)速技術(shù)在大型船舶起重機(jī)械中的應(yīng)用[J]. 艦船科學(xué)技術(shù)， 2018， 40（24）：203-205.