起重机械变频调速问题研究

摘要：随着科学技术的进步，变频调速系统逐渐被应用于起重机械，基于这种情况，本文探讨起重设备应用变频调速系统的优势与问题，分析起重机械变频调速系统的抗干扰措施，旨在为相关工作提供借鉴。

关键词：起重 机械 设备 变频调速

原始的起重机械调速控制系统工作效率低、耗电量大、故障率高，随着社会的进步，变频调速技术的应用有效解决了这些问题，现代起重机械的变频调速系统具有很强的稳定性、可靠性，并且操作起来比较灵活，但由于我国的变频调速技术尚且不够完善，起重机械在应用变频调速系统之后遇到了一些问题，在一定程度上降低了设备的使用性能，由此可见，为了提高起重机械变频调速系统的稳定性和可靠性，分析系统抗干扰措施十分必要。

1、变频调速技术在起重机械中的应用

目前，起重设备的电力拖动系统主要通过三相异步电动机来实现变频调速，三相异步电动机可以改变定子的供电频率，进而能够改变电动机转速，三相异步电动机可以将传统的恒压、恒频电源换成可以变频、变压的电源。

变频调速系统主要用于起重机械的起升、变幅、回转、大小车运行、抓斗开闭等环节中，变频调速系统主要中主要包括变频器、变频电动机、线路保护开关以及控制器件，同时为了增强电动机的控制精度，减少变频器对外界的干扰，通常要在变频器周围设置制动电阻、制动单元、AC/DC电抗器，滤波器等设备，为了增强调速系统的准确度以及反应速度，还要在起升电动机内设置有光电旋转编码器，此外在现代起重设备的变频调速系统中，控制器件通常将继电器与PLC结合使用，使得系统具有较高的可靠性。起重机械变频调速系统的输入给定功能主要由主令控制器来实现，在现代起重设备中，起升以及平移机构的电动机主要采用交流变频异步电动机，变频调速系统采用调频调速设备来控制电动机的起动、制动，调节电动机的运转方向、转动速度。

2、起重机械应用变频调速系统的优势与问题

2.1 起重机械应用变频调速系统的优势

起重机械应用变频调速系统之后，使用性能大幅度提高，主要表现出以下几方面优势：

（1） 提高了设备就位的精准度，增强了调速的平稳性，并且加减速的时间可以调节，加减速的曲线可以筛选，具有完善的点动功能，符合高精度定位安装的标准。

（2） 设备在使用过程中受到的冲击减少，提高了机械设备的使用寿命，变频调速系统实现了无级调速，加速度较小，加速过程平滑，不会对设备造成强烈的冲击，降低了设备零部件的磨损程度。

（3） 降低了设备的故障率，减少了机械的维修量，由于在现代起重设备的变频调速系统中，控制器件将继电器与PLC结合使用，因此可以减少中间环节，实现了无触点控制，这样可以防止接触器粘结、烧坏等故障。

（4） 设备的节能效果更加良好，当原始的电动机低速旋转时外接电阻耗电量较大，应用了变频调速系统之后，可以降低电动机的起动能耗，并且能够减少调速电阻的功率损耗，使得设备更加节能。

（5） 设备在使用过程中更加安全可靠，变频控制系统中具备健全的保护功能，例如过流保护、过压保护、接地保护、输入缺相保护、输出缺相保护、过热保护等，使设备具有更强的安全性，同时现代起重机械变频调速系统中具有多种制动方式，配有系统监控功能，大大提高了设备的可靠性。

2.2起重机械应用变频调速系统后遇到的问题

起重机械应用变频调速系统后遇到的问题主要包括两方面，一是变频调速系统容易对其他设备产生影响，二是变频调速系统容易受到其他设备的干扰。

变频器的主电路通常采用“交-直-交”的形势，另外逆变电路以及整流电路中往往需要使用半导体开关，在输出输入的电流、电压中，不仅含有基波成分，同时也具有高次谐波，因此变频调速系统会对供电系统造成干扰，进而影响供电系统中其他用电设备的正常使用，严重时甚至可以导致其他用电设备无法工作或者运转出错，由此可见，要提高设备的使用可靠性，就要分析设备在使用过程中可能出现的问题，笔者在此列举以下几个方面，可供参考。

此外，起重机械的变频调速系统中通常使用电压源型变频器，整流电路的直流电压经过平滑电容滤波后输入到后续电路中，而电源为变频器提供的是平滑电容充电电流，由于内部阻抗的作用，可能导致主电机、继电器等设备过热，产生噪音，影响这些设备的使用寿命。

起重机械变频调速系统主要受到电网中谐波的干扰，由于电网中具有大量谐波源，例如一些交直流转换设备、整流设备、照明设备等，这些设备产生的负荷均可以使电网中的电流、电压发生畸变，进而影响变频器的正常工作。

3、起重机械变频调速系统的抗干扰措施

3.1 隔离

隔离措施主要就是将干扰源或者容易受到干扰的部分从电路中隔离出来，避免他们相互影响，起重机械变频调速系统的主要隔离措施包括以下几个方面：

（1）将变频调速系统的电源与其他设备的电源独立使用。

（2）在其他设备与变频器的输入侧设置隔离变压器，进而阻断谐波电流。

（3）将控制线的接地系统与动力线的接地系统独立分开，防止共用地线造成的干扰。

3.2 滤波

滤波器可以阻止干扰信号的传播，防止变频器产生的干扰信号传输到电动机或者电源中，进而降低损耗，防止噪音。在实际工作中，可以在变频器输出侧设置滤波器，同时为了避免变频器对电源的影响，可以在变频器输入侧安装谐波滤波器，也可以在变频器输入侧串接电抗器，值得注意的是，所采用的滤波器应该是LC型滤波器，这样才能充分的吸收谐波。

3.3 屏蔽

屏蔽干扰源也是起重机械变频调速系统抗干扰的主要措施之一，在实际工作中，可以采用铁壳将变频器屏蔽，同时可采用钢管来屏蔽输出线，或者可以采用铠装电缆作为输出线，信号线应采用双芯屏蔽，并且变频器主回路控制线应该与信号线保持距离，不能设置在相同的配管之内，如果布线时周围存在其他线路，也要进行屏蔽处理，同时要使屏蔽罩接地，保证屏蔽效果良好。

总结：

目前，起重设备的电力拖动系统主要通过三相异步电动机来实现变频调速，三相异步电动机可以改变定子的供电频率，进而能够改变电动机转速，起重机械应用变频调速系统之后，提高了设备就位的精准度，减少了设备在使用过程中受到的冲击，降低了设备的故障率，提高了设备的节能效果，使设备在使用过程中更加安全可靠，但是起重机械变频调速系统容易对其他设备产生影响，同时也容易受到其他设备的干扰，为了解决这些问题，可以将干扰源或者容易受到干扰的部分从电路中隔离出来，也可以采用滤波器来阻止干扰信号的传播，或者屏蔽干扰源。笔者在文中探讨了起重设备应用变频调速系统的优势与问题，分析了系统抗干扰措施，希望对相关工作有所帮助，以后如何进一步提高起重机械变频调速系统的可靠性，还需要我们继续研究。

【参考文献】

[1] 李志毅.起重机械变频驱动系统选用机理及要求[J].机电技术，2011（02）：127-129.

[2] 陈晓燕.起重机械变频调速系统的检验要点[J].起重运输机械，2012（01）：99-101.

[3] 黄博.浅谈起重机械变频系统的检验要点[J].中国新技术新产品，2012（13）：132-132.

[4] 高峰.浅谈变频调速技术的推广应用及常见故障处理[J].科技致富向导，2012（33）：39，150.

[5] 冯舒，席艳瑶，张居仁.变频调速在煤矿提升运输系统的应用[J].科技致富向导，2012（08）：277-277.

[6] 吴振宇，邵宏旭，夏天祥，张雅丽.MC56F8037数字信号控制器在单相异步电机SPWM变频调速中的应用[J].北华大学学报（自然科学版），2012（05）：613-616.