變頻調(diào)速技術(shù)，就是一種以改變電機(jī)頻率和改變電壓來達(dá)到電機(jī)調(diào)速目的的一種技術(shù)。近些年來，電子技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻調(diào)速器的性能與可靠性都有了很大的提高，交流電機(jī)變頻調(diào)速已成為當(dāng)代電動(dòng)機(jī)調(diào)速的潮流，為在龍門吊上傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了有利的條件。

       據(jù)有關(guān)報(bào)道，國外發(fā)達(dá)國家工礦企業(yè)的龍門吊的拖動(dòng)系統(tǒng)，大多都是采用變頻調(diào)速系統(tǒng)控制，即使在發(fā)展中國家的比例也比較高。近幾年來，我國很多工礦企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)的龍門吊控制系統(tǒng)也進(jìn)行了一些變頻調(diào)速系統(tǒng)改造，并且很多龍門吊生產(chǎn)廠家開始采用變頻調(diào)速做為龍門吊的拖動(dòng)系統(tǒng)。

一、龍門吊變頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)分析

龍門吊做為物料搬運(yùn)系統(tǒng)中一種典型起重設(shè)備，使用變頻技術(shù)有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：

1.是龍門吊在啟動(dòng)、制動(dòng)、加速、減速等一系列過程更加平穩(wěn)快速，定位更加準(zhǔn)確，減少了負(fù)載波動(dòng)，安全性能大幅提高；

2.是龍門吊上的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)化，各電氣元件不易損壞；

3.是電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流限制得較小，頻繁啟動(dòng)和停止時(shí)電動(dòng)機(jī)熱耗減少，電動(dòng)機(jī)的壽命大大延長。

4.是電磁制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)低速時(shí)動(dòng)作, 其閘皮的磨損很小，使用壽命延長，保養(yǎng)時(shí)間和費(fèi)用都大大減少。此外變頻器還具有體積小、重量輕、精度高、通用性強(qiáng)、工藝先進(jìn)、功能豐富、保護(hù)齊全、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，是節(jié)能、降耗、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的理想設(shè)備，是當(dāng)前先進(jìn)企業(yè)的首選的傳動(dòng)技術(shù)。

二、奧圣龍門吊變頻器原理及功能介紹

奧圣是中國變頻器十大品牌之一，其龍門吊變頻器是新一代高功能低噪音嵌入式迷你型變頻器，其性能特點(diǎn)如下:

1. 輸出頻率 0.1—400Hz 

2. 可設(shè)定的 V/F 曲線

3. 自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償及滑差補(bǔ)償

4. 段可預(yù)設(shè)速度

5. 兩組加減速時(shí)間選擇與獨(dú)立加減速 S曲線選擇 

6. 操作面板內(nèi)建頻率設(shè)定電位器 

7. 內(nèi)建RS—485通訊 

8. AVR功能 

9. 直流制動(dòng), 直流制動(dòng)起始頻率設(shè)定 

10. 瞬時(shí)停電再啟動(dòng) 

11. 過電壓失速防止,過電流失速防止 

12. 參數(shù)鎖定 /重置, 載波頻率調(diào)整. 同時(shí) 奧圣龍門吊變頻器采用雙核心CPU專業(yè)定制核心運(yùn)算程式，用先進(jìn)的三相控制切換兩相技術(shù)，發(fā)熱量少，耗能低，并且顯示板可選，I/O介面板可定制。設(shè)計(jì)緊湊、操作方便。

三、龍門吊的變頻器使用范例分析

       這臺(tái)龍門吊的電氣控制傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要由奧圣龍門吊變頻器和聯(lián)動(dòng)操作臺(tái)組成，通過PLC控制系統(tǒng)處理聯(lián)動(dòng)操作臺(tái)的速度給定信號(hào)，調(diào)節(jié)變頻器的輸出相序和頻率來控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的方向和轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)龍門吊的拖動(dòng)。所采用的變頻器都配置了能耗制動(dòng)組件，以便實(shí)現(xiàn)位置勢能和制動(dòng)能量的消耗。

       同時(shí)控制系統(tǒng)里系統(tǒng)配置了 Siemens S7- 200 小型可編程序控制器構(gòu)成整個(gè)控制系統(tǒng)的中心，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行操作。龍門吊上裝的控制柜，防護(hù)等級(jí)為IP54。主鉤電機(jī)變頻控制柜一個(gè)，大車、小車變頻＋PLC控制柜一個(gè)，制動(dòng)電阻柜一個(gè)，所安裝的不銹鋼柜具有防腐、防潮、防塵的功能，以適工礦企業(yè)有腐蝕性粉塵的惡劣工作環(huán)境的要求。

       當(dāng)操作工通過控制手柄向龍門吊的SIEMENS S7－200 的可編程序控制器發(fā)出的開、停、快、慢、提升、下放等一系列信號(hào)，可編程序控制器發(fā)出同樣指令給控制變頻器，龍門吊上的電動(dòng)機(jī)根據(jù)控制變頻器所給的指令與電源頻率來決定轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)速度，完成龍門吊各種工況的協(xié)調(diào)和控制。讓龍門吊的拖動(dòng)系統(tǒng)以達(dá)到最佳控制狀態(tài)。

       由于奧圣龍門吊變頻器產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)從負(fù)載接受機(jī)械能，將它變?yōu)殡娔芩腿胱冾l器，導(dǎo)致直流電壓升高，此時(shí)變頻器必須處理這部分能量，否則由于直流回路的電容被過充電，過壓保護(hù)動(dòng)作將使其運(yùn)轉(zhuǎn)停止，所以在一定要在奧圣龍門吊變頻器直流回路中設(shè)置制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，讓龍門吊主鉤在下降制動(dòng)過程中釋放出的能量消耗在制動(dòng)電阻上。

       龍門吊上配置的新型聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)有二個(gè)，都是多檔速度控制。比一般龍門吊使用的凸輪控制器控制功能豐富，使用方便，龍門吊主鉤控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制單手柄操作，具有提升快、中、慢三檔速度，下放快、中、慢三檔速度，以及停車等項(xiàng)功能。龍門吊大車、小車聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)共用一個(gè)手柄操作，為全方位操作手柄，可以同時(shí)控制大、小車，也均具有快、中、慢及停車控制等項(xiàng)功能。

       龍門吊的拖動(dòng)系統(tǒng)采用奧圣龍門吊變頻器控制，具備對(duì)電機(jī)和變頻器本身的完善保護(hù)功能，如過熱、過載、過流、過壓、缺相、接地等，從而避免設(shè)備在不正常狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備不至于損壞；故障信息除可以準(zhǔn)確地指示故障點(diǎn)以外，還顯示導(dǎo)致故障的原因及排除故障的措施，極大地方便了維護(hù)人員排除故障；

       運(yùn)行中發(fā)生故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)后復(fù)位操作也很簡單，只要在排除故障后按下故障復(fù)位就可以。此臺(tái)龍門吊原來是采用繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的來控制龍門吊的拖動(dòng)系統(tǒng)。

       后經(jīng)改造為用奧圣龍門吊變頻器控制。顯示出了一系列的優(yōu)點(diǎn)：采用變頻調(diào)速改造后，實(shí)現(xiàn)了平滑調(diào)速，且效率極高，與原有串電阻調(diào)速方式比較，起動(dòng)更平穩(wěn)、定位更準(zhǔn)確；系統(tǒng)由控制手柄來控制變頻器的輸出，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，操作方便，調(diào)速范圍寬，可任意設(shè)置運(yùn)行速度；

       由于系統(tǒng)留有進(jìn)一步功能擴(kuò)展的接口，今后可根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展無線遙控、現(xiàn)場總線通訊等功能；很好的解決了電機(jī)的起動(dòng)、停止時(shí)的沖擊電流，加上變頻器對(duì)電機(jī)的完善保護(hù)功能，極大的提高了行車的可靠性和安全性，延長了使用壽命。

       奧圣龍門吊變頻器在龍門吊上的使用是運(yùn)用變頻調(diào)速能優(yōu)化工藝過程 并能根據(jù)龍門吊工藝過程，通過遠(yuǎn)控 PLC可編程控制器來實(shí)現(xiàn)速度變化和改變運(yùn)行方向。簡化了控制線路，減少了電氣系統(tǒng)的維修量。

       通過變頻改造現(xiàn)了無級(jí)調(diào)速，控制方式更加簡單方便，對(duì)電機(jī)設(shè)備的使用壽命延長，控制啟動(dòng)運(yùn)行平滑，安全可靠。運(yùn)行良好，調(diào)速性能優(yōu)異、起動(dòng)停止平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確、安全可靠、操作簡單、節(jié)能顯著、裝置體積小，有著廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。