自动化控制起重设备中变频器的运用研究
现代经济的发展，起重设备运作大多是实施自动化控制，这需要相应的变频器来实现。本文从变频器相关背景出发，分析了变频器在起重设备应用中应注意的问题，并分析了变频器的具体安装与调试流程。
变频器 自动化控制 起重设备
1.前言
起重设备是一种工矿企业普遍使用的工业设备，一般是采用交流电动机方式进行启动与调速，当前，变频器被广泛应用于起重设备的自动化控制流程中，变频调速技术不断更新发展，传统调速领域中的直流电动机已经被交流电动机所取代。同时，变频器与PLC以及网络通讯等控制技术的有效结合，也进一步提升了起重设备的自动化控制性能。
2.变频器在起重设备中的应用意义分析
首先，引入变频器调速能够方便与PLC等控制系统结合起来，从而可以进行无触点的控制模式。起重设备中的拖动系统包含了大小车行走以及卷扬机构升降控制等，这些系统的控制在传统控制模式中依赖于继电器--接触器来实现。在现代技术背景下，这些已经可以利用变频器以及具备编程的控制器（PLC）等先进技术来实现。通过引入变频器技术，可以加快起重设备远程控制与无人控制模式的进程实现，尤其是，在变频器中融入了现场总线技术以后，PLC以及计算机可直接控制通信网络的多台变频器，同时根据预定工作流程以及控制策略，实现起重设备的集中监测与分散控制。
其次，可以有利于提高调速控制质量，引入变频器技术应用之后，可以提高起重设备的调速质量。当有速度传感器控制时，调速范围为1：1000的比例，如果是无速度传感器，则调速范围是1：100，同时应注意将动态转矩响应时间控制在5ms以内，在控制精度上，当有速度传感器时应当将精度控制为0.005%，而无速度传感器时，应当控制在0.5%以内。
最后，引入变频器技术之后，可以有效的保护系统，及时检测出控制系统中的过压、欠压以及过流等问题，并且自动采取相关解决措施。在传动链结构上可以简化装置，略去对起重设备中的不必要装置，从而使得设备在设计上更加标准化。此外，采用变频器系统利用外接电阻，节约电能的消耗，同时，在放下重物时，可以将重物所释放的位能及时反馈给电源。
3.变频器在起重设备运用中应注意的问题分析
3.1要注意控制起重设备的调速方式
起重设备对于调速要求是必须做到在较大控制范围内可以实行调速，特别是在在低速度阶段，为了满足设备的爬行以及准确停车需要，要求设备具备较高的转速变化能力。如果要确保起重设备按照预定的速度图运行，就需要具备相应的速度转变性能。同时，负载处在设备启动时受到很大的冲击，对于设备的起动转矩要求也相应较高。而起重设备下放重物时，存在相应的能量回馈现象。因此，在选用变频器时，需要注意选用性能较高的矢量控制型，同时要加装上电源再生专用回馈单元，也可以一句实际情况，采用制动式电阻、电抗器以及滤波器等，以解决重物在下方过程中的能量回馈现象，消除回馈现象对电源的不利影响。
3.2要控制好重物滑钩现象
在起重设备中应用变频系统时，工作重点在于保持电动机在回馈状态时的系统稳定性，特别是要注意加强对卷扬起升机构中的溜钩预防控制。溜钩指的是，当电磁制动器处于抱住之前与松开之后的状态时，非常容易导致重物发生下滑现象。所以，在电磁制动器从通电至断电过程中的时间应当注意控制在0.6s左右，避免变频器的过早输出。此外，应当尽量避免电磁制电器在抱闸情况下进行操作，以避免设备因跳闸出现错误操作。
4.变频器在起重设备中的安装调试流程
4.1变频器的安装
安装时，应当指派专业安装人员严格依据设计要求来进行，变频器的布线接线以及接地等作业都应当符合想要的我标准。接线作业上要做到准确并且要牢固可靠，电源在入线时应当接在相应的主电源系统上。对于弱信号接收的端子，在配线时应当注意在长度上尽可能控制在小于20m的范围内，并且尽量采用屏蔽线。当功率低于3.7kW时，应当将变频器和电动机间连线长度控制在50m范围以内，容量更大时，应控制在小于100m范围以内。如果线路过长时，应当注意连接OFL滤波器，以压接端子进行端子与导线之间的连接。
其次，要注意不正确进行接地设置以及不合理的布线，都会影响到变频器的正常使用。因此，如果出现多台变频器处于同一个柜内之时，应当横向并排对变频器进行安装。如果必须要进行上下安装使，则必须设置好分隔板。同时应当充分考虑产品安装的尺寸要求以及柜内的通风散热情况，以确保变频器工作时，周围温度可以保持在规定值范围内。如果在同一柜内需要安装其他元件之时，必须考虑变频器的散热将对这些配件的影响，从而将变频器尽量安装于柜子上部。
4.2对变频器在起重设备中应用调试流程分析
变频器通电以后时要盖好盖板。变频器的运行方式比较多，第一次通电时，应当采取板面的运行方式。通电后需要检查冷却风扇的状态以及板面显示是否正常。如果在运行过程中，发现电机的转向存在问题，应当对变频器输出端口的接线进行调换。当变频器运行时出现过载故障时，应当首先检查机械的负载正常与否。如果机械的负载正常，可以对转矩进行适当提升。若是电子继电器调整过载失效时，可以将电子继电器取消掉，取消之后，制动电阻还可以对过载进行保护，同时转矩也可以保护电机正常运行。
4.3对变频器的维修与保养工作
从实际使用经验可以看出，变频器的使用年限超过6至7年以后，变频器的故障会明显增加。国内针对这种问题，通常是直接更换掉整板以及相关组件。如果变频器的型号比较老时，很可能出现缺少合适配件的情况，因此变频器也就只能报废掉。所以在购买变频器时，应当注意采用原型号升级产品。这样的话，对于变频器的参数调整、以及接线维修都比较方便。一般情况下变频器最合理的使用寿命约为7年左右，因此要重视变频器的附属原件日常维护工作，在机械维修保养方面，则是要进行紧固件、钢丝绳以及抱闸、润滑等方面的维护。电器方面则是要注意维修保养接线端子、发号开关以及线槽密封等。除了平时的维修与调整以外，还需要每年对设备进行一次彻底检修，以尽可能的延长设备的使用寿命。
参考文献
[1]代建华，刘武胜，袁旭潞.浅析自动化控制起重机关键技术及应用[J].国际会议，2012（11）：68-71.
[2]安宏灿，张弛，陈培.通用型变频器在起重设备中的应用[J].机电信息，2011（24）：91-92.
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