寇增余

辽宁轩速传动技术有限公司 辽宁大连 116000

1 变频器概述

变频器在实际的使用过程中，实现了对变频技术及微电子技术的应用，完成了对交流电动机中电力设备的有效控制，优化了电机中的电源频率。在具体应用时，变频器主要是用于电压及电源频率的调节和输出，使用IGBT来完成开断。同时，要想保证整个设备的节能效果，应做好调速工作，根据电机的实际使用，对电源中的电压进行调整。变频器在实际的使用过程中，展现出了较强的使用性功能，展现出来的保护性租用包括过压保护、过载保护、过流保护等。在科学技术的推动下，变频器技术不断更新，使用范围不断扩展，自身的应用技能水平也随之而提高，在各个领域中均取得了良好的应用。变频器包括两种类型：第一种为电流型，在实际的应用过程中，是指将直流转化为交流的过程。第二种为电压型，在实际应用过程中是指将电压源转变为交流的过程[1]。

2 变频器在塔式起重机当中的应用

2.1 变频器在起升系统上的应用

塔式起重机的起升机构是4大机构中对电控要求最高的系统之一，它既要求重物在起吊过程当中保持相当的平稳性，也要求速度响应的及时性，更要求系统的高度安全性。在这个系统中糅合了重量限制器、力矩限制器、高度限制器，还有风速仪等安全装置，这些装置都与重物起降的速度有密切的联系。对于速度响应的及时性与重物起降的平稳性我们可以通过变频器的加减速时间、各段速度频率的合理匹配等参数设置来加以解决[2]。安全对于塔机来说是重中之重，而对于起升系统的安全性设计，我认为应该从3大方面进行考虑。首先，在起升机构拖动重物启动的瞬间，要求在起升机构抱闸装置打开前变频器应输出一定的反向预转矩，否则会出现开闸溜钩现象造成安全事故。此外还应设置制动抱闸闭合频率。这一设置主要是为了防止重物在空中暂停时出现闭闸溜钩现象。其次，对于大吨位的起升系统，其速度控制最好使用闭环控制，即使用编码器。这样系统会时刻检测起升速度，对于低速启动和高速运行都有一个安全的判断，以免出现实际速度与设定速度之间的差值过大，从而提高起升安全性。另外，各种安全限位装置（比如前面提到的重量限制器、力矩限制器、高度限制器、风速仪等）所发出的信号一定要在变速逻辑中加以体现[3]。

2.2 变频器在回转系统上的应用

目前市场上大多数塔式起重机的回转系统采用的是双电机控制。由于电机所驱动的回转机构大臂长度多在60m以上，且均为刚性结构，在大臂带动重物回转的过程中既要求回转臂能快速停车，更要求定位准确、平稳，这就对回转系统的电控设计提出了更高的要求。对于这种大惯量系统，我们可以选用带涡流制动线圈的电机作为回转机构的动力系统，使涡流线圈参与到回转系统的稳定性与平稳性控制当中[4]。因此我们可以选择集成了涡流控制的麦格米特MV600L变频器作为回转电机的驱动系统。变频器、回转电机、涡流线圈与涡流模块之间的工作原理如图1所示。

2.3 变频器变幅系统上的应用

塔式起重机中的变幅机构就是改变所吊重物幅长的装置。对于建筑工地上常见的水平臂塔式起重机，它是通过大臂横梁上载重小车的往返运动来调整吊钩覆盖的幅度范围，从而达到变幅的目的。对于变幅系统的速度控制，目前一般有两种控制方式。一种就是选用双速或三速电机。这种控制方图3变幅机构主电路图式比较简单，但接线稍显复杂，并且换挡速度不连续，对机械冲击比较大，操作起来顿挫感强烈。因此大多数塔机的变幅系统选择变频器控制载重小车的行走速度。由于载重小车只做水平移动，因此我们只需要使用变频器的V/F控制模式即可。对于变频器的DI信号则来自PLC，因此在PLC控制逻辑中需要考虑变幅机构的换速逻辑，防止载重小车以过高的速度冲向臂尖或塔身，造成意外。载重小车的刹车信号也由变频器Y1端子发出[5]。

图1 涡流模块工作原理图

3 结语

我国是一个基建大国，而塔式起重机几乎是最常见的也是最重要的基建设备之一。从塔机的技术发展层面来看，塔机产品不断推陈出新，而且新产品在生产效能、操作简单、保养便捷和运行可靠等方面均有很大提高，特别是变频器在塔机上得到了广泛的推广和应用，这使得塔机的操作性能得到极大改善。