变频调速节能技术在起重机械上的具体应用

韦正步

摘要：随着工业自动化水平的不断提高和电力电子技术的不断发展，在工程起重机械领域变频技术被认为是最有效的节能方式之一，变频调速技术是能够实现电机进行节能和调速两种目的，使用变频调速技术不仅能达到科学用能、节能降耗，而且能够提高自动化水平，改善工艺。变频调速技术对于起重机械的调速有着举足轻重的作用。本文中介绍了变频调速节能技术的发展历程以及其节能的原理，还介绍了变频调速技术在起重机械上的具体应用。

关键词：变频技术;节能技术;起重机械

由于人类的大量过度的开发，当前能源的缺乏，电力急需的问题也逐渐显露。在近期的一篇报道中提到，我国工业用电中大约超过百分之五十的供电都被电机所消耗。寻找一个能够将供电消耗降到最小的方法迫在眉睫，显然变频调速节能技术是当前最行之有效的方式。变频调速技术就是通过微机去控制电机传动和功率电子，这种技术也是全世界公认的最节能、最实惠、应用最广的调速技术。以下文章讨论变频调速节能技术相关问题。

一、 变频调速节能技术的发展进程

高性能、应用广的调速系统在初期的时候都是直流电机，而交流电机也是存在的，不过相较于直流电机比较落后，它主要应用于不变速转动或者是简单的调速转动。但随着科技水平的不断进步，高效的交流电机变频系统出现了，也使得这种电机变成了主流。恒压频比控制是一种通过变频器去进行维持频率与电压的比值处于一个恒定的状态，但是这种控制方法有一些不利的地方。比如说，它只能运用于那些对调速要求不怎么高的情形下，这是由于其低频时性能不好，并且会限制最大转矩的输出。矢量控制理论通过矢量变换的方法可以将交流电机的转速和磁链密切的结合，进而可以得到类似于直流电机那样的良好的调速功能。紧接着又有学者将矢量变换的方法完全摒弃，研究出了一种直接转矩控制技术，可以很轻松的躲开转子电阻中容易发生且模糊的一些参数对于磁链的影响。纵观整个技术的发展过程，可以看出交流电机和直流电机都各有优缺点，随着这两项技术不断地融合，变频调速节能技术出现了，并且这种技术还在随着时间的推移不断的向前发展。

二、 变频调速节能的原理

静止式的变频器可以分为交-直-交和交-交这样的两大类，其转化方法大同小异，并且作用也是差不多的，都是为了将电机的节电程度提到最高，一般情况下，变频调速节能可以将电机的节电率最低降到百分之12，最高可以达到惊人的百分之70。变频调速功能还具有负载的特性，可以将电压和频率之间变成最好的状态，进而使得电机一直长时间的处于一个高效但低耗能的状态。变频调速技术最大好处就是可以将电流对于电机的伤害降到最小，变频调速技术可以通过空白软启动，将启动时的电机性能大大的增加，从而将峰值电流以及启动时的电流降到可能性范围内的最小，然后去增加启动时的转动速度，也就耗费了更少的电流量而取得了更好、更安全的电机工作方式，这样的变频调速方式就是将电机节能的功能发挥到最大[1]。

三、 变频调速技术在起重机械中的运用

根据我国的能源使用情况以及我国的国情，变频调速技术在起重机械上已经得到了广泛的运用，笔者近年来在检验工作中遇到很多不同型式的起重机械，发现它们都已经用上了变频调速技术，它的优点是节能、启动运行平稳、噪音小、启停定位相对精准、具有较好的操控性等，同时延长了电机和传动机构的使用寿命，节约使用维修成本，如图一所示变频控制技术在架桥用120t桅杆起重机中的应用。

在传统的起重机械的调速方式中，大多采用的是落后的绕线式的调速方式，这种方法有着许多的缺点，以下我就列举其中的主要几点：

1、在低速度的情况下这种传统的方法定位的精準度非常的低。

2、实际操作的时候按键十分的繁多，这也就导致了传统方法电机电路是十分复杂的，一旦出现了一些问题很难做到轻松的自检，还容易出现工作人员误操作的事情。

3、传统的调速方法中启动时的电流十分的大，并且在低速度的状态下转距也会变十分的慢，对于机器的损害也就自然而然的变得大了起来，也就从而导致了电机的使用寿命十分的短暂[2]。

而使用新型的变频调速技术不但可以将交流电和直流电的优点统统结合起来，通过交-直-交以及交-交的电流转化方式将传统的一些弊端在很大程度上可以完全的去除。比如说，启动时的电流控制大小以及在低速度下的转矩问题。

四、 起重机械中变频调速技术的未来发展

笔者认为想要将变频调速技术在起重机械上更好地应用，需要从根本-电机下手，只有将最新的技术融入到电机当中去，才能够使得变频调速技术有进一步发展。传统的、普通的电机往往在启动时，对于电流的控制还是不能够精准，并且在低速度时的转矩问题也是十分的突出，而在起重机械中对于电机的要求是更加的高的，所以就需要一个专用的电机。在未来的研发当中可以以研发专用于起重机械中的电机，电机的完美运作同时也离不开逆变器和机械转动装置的共同作用，所以研发可以有效运用于起重机械电机中的逆变器和机械装置也是未来一个重要的研究方向。当然变频调速技术也不是完美无缺的，其最大的问题就是没有去进行划分载荷的重量，目前主要是根据系统交出的数据进行操作，这样会使得器械的损害程度加强，并且运行的速度和精度都会随着时间的推移变差，所以在未来的研究中，可以关注负荷重量的变频调速技术，设计出更加可靠、耐用并且受用的范围更广的起重机械中变频调速技术。

五、 结束语

综上所述，变频调速技术是经过了直流电-交流电-直流与交流的混合运用，其中恒压频比控制的技术为变频调速技术的出现作出了极大的贡献，变频调速技术在起重机械中的运用解决了传统的调速技术的许多弊端，但它也存在缺点，在未来的研究中不容忽视，并且需要不断改进完善变频调速技术在起重机械中的运用，充分发辉变频调速技术在起重机械中作用。

参考文献：

[1]林宁. 变频调速节能技术在起重机械上的具体运用[J]. 电子技术与软件工程， 2018， No.136（14）：243.

[2]闫洪猛. 变频调速技术在大型船舶起重机械中的应用[J]. 舰船科学技术， 2018， 40（24）：203-205.