杜靖宇

摘要： 文章基于变频调速的原理，分析在桥式起重机中应用变频器的控制要点、方法以及表现出的优势，并且重点研究变频器在桥式起重机中应用时的设计重点，以供参考。

关键词： 变频器;桥吊桥式起重机;应用

引言

在目前我国工业化快速发展的过程中，桥式起重机在各个工业行业中广泛应用，满足物体升降和转运作业的需求，而且也决定着工业企业的经济效益。目前的桥式起重机主要是应用绕线式异步电机以及鼠笼式异步电机，在实际应用中的控制方式主要就是对极对数或者转子串电阻进行改变，但是在实际的应用操作中也容易出现较大的冲击电流、较大的设备冲击以及较大噪声等问题，而且还会对设备的定位精确度造成影响，导致设备运行中的故障概率增加和设备使用寿命的缩短，为此就需要使用变频器来对桥式起重机的控制方式进行改变和优化。

变频调速概述

变频调速的基本原理就是对电机学原理进行应用，按照以下公式n=60f（1-s）/p，其中的n为电机的转速，为了实现对电机转速的调节，就需要改变供电频率，然后实现电机转速的同步改变，实现对起重机运行速度的调节。这主要是由于在上述公式中，p为极对数，在选定电机之后此数值为固定数值，为此，电机的转速就会对电源频率表现出正比例的关系，因此对供电电源频率进行改变就可以连续调节电机转速，而且可以保证上述调节过程的平稳性。此种调速模式具有较广的调速范围、较高的调速平滑性以及较高的机械特性，可以满足恒转矩以及恒功率调速的要求。

桥式起重机变频调速原理

变频调速控制要点

在桥式起重机中的行车拖动系统中，其主要的作用就是控制大车、小车以及升降电机的速度，而传统的控制方式就是使用液压制动器制动，但是容易在起重机停止之后出现重物下滑的问题。为此在进行变频器的研究设计过程中，重点就是要对溜钩问题进行研究以及优化设计控制系统。不仅需要在通电到松开状态保证使用电磁制动器不能过早停止输出，而且还要避免在需要电磁制动的过程中保证频率不能太高而导致出現跳闸误动等问题。

变频器控制方法

为了满足上述要求，使用变频器进行桥式起重机的控制过程中，可以在操作人员发出运行指令之后变频器立即进行反应，但需要在经过预先设定的延迟时间之后才会释放抱闸，提供必要的时间来实现重物停止到运动过程的转矩抱闸状态的延缓，避免由于超重而导致溜钩的问题。此外，在停止过程中，也是在指令下发之后按照设定的时间进行抱闸动作，也为运动重物到停止状态的转换提供时间，保证此类起重机作业的安全。

变频调速系统的应用优势

在桥式起重机中应用变频器所表现出的优势主要表现在以下几点：首先就是可以实现成本的减少。这主要是由于通过变频器在桥式起重机中的应用可以优化电机的薄弱部分，而且由于实现了通过笼型异步电机来代替传统的绕线转子异步电机，消除了电刷与滑环等隐患以及所造成的损失，也降低了上述部件的投资成本。其次就是可以实现使用寿命的延长。这主要是由于通过变频器控制方式可以实现在停止状态下的抱闸，这样就实现了对闸皮磨损问题的减轻以及使用寿命的延长。同时由于变频器的启动方式，可以实现机械冲击负荷的降低，以及减少由于机械冲击而造成的设备损伤问题。最后就是表现出具有较低故障概率的优势。这主要是由于应用变频器之后，可以改变传统的串电阻调速控制模式中复杂的继电器和接触器等结构，实现了对结构的简化以及故障概率的降低，提高了起重机运行的可靠性。

变频器在桥式起重机中应用设计

变频器的选择

对于桥式起重机来说，在应用变频器对控制方式进行设计优化的过程中，需要在选择变频器时满足具有较高安全性、经济性以及实用性的要求。可以选择具有自定义编程、启动巷道以及具有较高集成度优点的变频器，并且结合PLC控制方式来满足起重机稳定作业的要求。

主要机构设计

一是针对起升结构来说，通常要求所选择的变频器的容量在负载所需要输出以上。如果负载要求电机轴的输出功率为37kW，那么根据相应的公式，在选择过载系数为1.33，以及电机效率为0.8、电机功率因数为0.85的情况下可以选择变频器的容量在72kW以上。而针对起升机构来说，则需要满足启动转矩为额定转矩的1.3～1.6倍的要求，最大转矩为额定转矩的1.6～2倍，满足超载125%作业时安全性的要求。在按照上述方式确定了变频器容量之后还需要验证电流，就是要保证变频器的额定输出电流在120A以上来满足实际应用需求。

二是针对大小车的运行机构来说，由于此类机构的负载类型为位移性的负载，因此在此机构中进行变频器选择时应该满足其开环控制的要求，保证其调速范围在1：10的范围之内，且按照0.5%的精度进行调节。此外还要通过PLC控制的方式来将模拟量来向交流变频器进行传输，同时将运行速度进行输出，通过PLC来实现对各挡速度的任意设定，也就是实现档位无极调速的方式。

三是针对平移机构来说，针对桥式起重机中的大车和小车机构中采用多台电机传动方式的情况，表现出具有较大的平移机构转动惯量，这就需要设置较大的启动转矩来满足加速电机的运行需求。这就需要所选择的变频器容量满足超过knIM的要求。其中的k为电流波形修正系数，n为1台变频器拖动电机的数量，IM为工频电源时单台电机的额定电流。此外，针对应用U/f开环频率控制的变频器来说，为了保证其运行安全和可靠，还需要将带有热过载保护功能的低压断路器串入每台电机的回路中，实现对单台电机的过载保护。

电机制动

在桥式起重机提升重物的过程中，由于电机处于输出能量的状态，会处于负载状态，但是随着负载的下降会导致电机转变为发电机而处于负负载的状态，从而导致起重机停止工作时出现溜钩的问题，这就需要通过制动装置的设置来避免上述问题。也就是保证起重机电机在运行时可以松开制动装置，但是在停止时可以抱紧制动器避免其出现转动而造成安全事故。

结语

在目前的桥式起重机中应用变频器来进行改造，可以实现投资以及维修成本的降低、寿命的延长以及运行故障概率的降低，但是在应用变频器进行改造的过程中需要基于变频器的运行以及改造原理，做好对变频器的选择以及其中主要机构的设计工作，确保电机制动的安全性和可靠性，从而提高变频器在桥式起重机中的应用效果。

参考文献

刘韩臣，倪青亮，瞿俊杰.变频器在桥吊桥式起重机中的应用[J].设备管理与维修，2017（11）：96–97.

翟小明，易庆.变频器在桥吊桥式起重机中的运用[J].工业设计，2018，No.141（04）：135–136.