试论变频器在门座式起重机控制系统中的应用
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摘 要：伴随当代控制技术、电力电子技术、通信技术以及计算机技术的不断发展，变频器技术日渐成熟，新产品以及新应用屡见不鲜。近几年来，伴随变频器的日渐普及，变频器在港口设备方面获得了普遍的运用。门座式起重机也进一步采取了变频控制技术，掌握门机工况，科学的计算，变频控制系统的选择与门机运行的可靠性以及安全性息息相关，现在我将对门座式起重机控制系统中变频器的运用策略进行深入分析，以供参考。
关键词：变频器;门座式起重机控制系统;应用策略
1 变频器在门座式起重机控制系统中的运用策略
1.1 选用适宜的变频器
将门座式起重机电机的相关功率充分结合起来，依据功率匹配的相关准则，选取适宜的变频器，按照起重机控制系统的相关要求，借助于闭环矢量的控制方式，经过脉冲编码器很好地反馈闭环的控制速度，变频器的调速硬度很高，低频转矩特性也很好，这使得门座式起重机的调速动态控制性能进一步达到优良。[1]同时，变频器输出的相关指令信号对起重机制动器的松闸和抱闸进行有效控制，如果变频器具有很低的输出频率，那么起重机也具有很低的电机转速，当起重机的电机转速进一步接近于0的时候，门座式起重机的相关制动器抱闸，充分降低了制动片以及制动毂之间的摩擦，进一步提升了起重机的技术性能。
1.2 系统起动以及调速
在门座式起重机控制系统中借助于变频器，变频起动的时候对异步电动机的相关定子电压以及频率实施进一步控制，进而获得起动的相关性能。将门座式起重机的相关需求进一步结合起来，充分减少起重机起动时的电流，减小变频器的相关运行容量，并且对适宜的起动时间进行设定，对起重机起动进程中的动态转矩实施转换，这样能够进一步降低起重机的起动电流与损耗。[2]部分变频器拥有转矩以及矢量控制的作用，进一步有效的限制电流，假如将起重机的相关转速指令充分设置成阶跃指令，门座式起重机控制系统凭借变频器能够对电流进行充分限制，而且起重机开始起动的时候一般会携带重物，经过变频器的最大转矩，进一步起动起重机。
1.3 拖动系统设计
因为起升以及旋转电动机的要求非常严格，应选取专用的电动机。行走电动机能够进一步选取一般的电动机。在拖动系统设计里面应进一步注重重物上升的进程中起动转矩Ts非常大，一般超过转矩TN的150%。考虑到在具体工作中会出现的电源的电压不断下降等情况，通常情况下起动转矩Ts应选取额定转矩的150%至180%。[3]因为拖动系统都包含机械式的制动器，一定要对电动机和机械式制动器动作之间的进一步配合进行充分考虑。
1.4 电动机选型
在门座式起重机中，因为降、升速时的电流非常大，应求出降、升速转矩的相关电动机电流以及最大起动转矩。
电动机容量PMN≥GNυ＼＼6120η
式中：GN——额定重量（kg）;η——机械效率;υ——额定线速度（m/min）。
1.5 选取变频器的相关容量
变频器的相关额定电流能够通过下式进一步求出：额定电流×K1K3＼＼K2<变频器额定电流。
式中：K2——变频器的过载能力，通常取为1.5;K3——余量，通常取为1.1;K1——所需最大转矩和电机额定转矩比。
1.6 制動方式
采取直流制动以及再生制动进一步结合电磁机械制动的措施。
（1）经过变频器调速系统的相关直流制动以及再生制动将旋转以及起升的速度不断降至0。需要对变频调速系统里面一个主要部分进行思考，即制动电阻以及单元。制动电阻以及单元用于对电能进行充分释放。[4]
电动机的能量是：PDC=0.105×TM×NM×ηM×ηNV
制动电阻以及单元应该充分确保逆回变频器的能量进一步被消耗完，制动电阻的相关阻值应由平均放电容量进一步决定。
按照相关欧姆定律
P=VI=V2＼＼R
R=VDC2＼＼PDC
R=VDC2＼＼0.105×TM×NM×ηM×ηNV
式中：NIM即电机转速;TIM即电机轴转矩;VDC即变频器内部直流电压;ηNV即变频器效率;R即制动电阻阻值;ηM即电机效率。思考到电阻温度以及连线等效应，再生制动电阻的相关阻值大约是1.2R。
（2）关于起重机来说，一般会有重物在空中进一步停留一段时间，而变频调速系统尽管可以使重物逐渐静止，可因外界因素对设备的进一步干扰。[5]于是，还需要通过电磁制动器有效实施机械制动。
2 结语
综上所述，门座式起重机控制系统通过PG矢量控制，响应快以及稳定性好、可靠性非常高。起重机借助于变频器驱动后，提升了整机性能，如节能效果明显、操作灵活以及效率高;能够行走平滑稳定;电动机可靠性高与构造简单，可以运用于恶劣环境下，进一步优化了维护性能;提升了安全性能;变频器能够降低起动过程中对电网的不断冲击，提升了电网的用电品质。
参考文献：
[1]徐勇，朱志忠，张智华.基于PLC的门座式起重机控制系统模拟器的设计[J].清远职业技术学院学报，2018.
[2]孙学安.门座式起重机变频器的改造及应用[J].电工技术，2018（4）：1-2.
[3]马国华.PLC与变频器在桥式起重机控制系统改造中的应用探索[J].中国设备工程，2017（4）：63-64.
[4]李海东.桥式起重机控制系统改造中PLC和变频器的应用[J].科技风，2017（11）：167.
[5]彭文.港口门座式起重机电气控制系统改造设计[J].福建交通科技，2017（1）.
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