起重机械的变频节能控制
安川H1000变频器在起重机主起升上的参数设置
1
速度搜索重试动作电流值
150
速度搜索重试动作检出时间
0.1
速度搜索重试次数
0
定时功能ON侧延迟时间
0
定时功能OFF侧延迟时间
0
PID控制的选择
0
比例增益（P)
1
积分时间（I）
1
积分时间（I）的上限值
100
微分时间（D）
0
PID的上限值
100
PID偏置调整
0
b5-08 b5-09 b5-10 b5-11 b5-12 b5-13 b5-14 b5-15 b5-16 b5-17 b6-01 b6-02 b6-03 b6-04 b7-01 b7-02 b8-01 b8-02 b8-03 b8-04 b8-05 b8-06 b9-01 b9-02 C1-01 C1-02 C1-03 C1-04 C1-05 C1-06 C1-07 C1-08 C1-09 C1-10 C1-11 C2-01 C2-02 C2-03 C2-04 C3-01 C3-02 C3-03 C3-04 C3-05 C4-01 C4-02 C4-03
6
端子S8的功能
8
端子S9的功能
端子S10的功能
端子S11的功能
端子S12的功能
H2-01 H2-02 H2-03 H3-01 H3-02 H3-03 H3-04 H3-05 H3-06 H3-07 H3-08 H3-09 H3-10 H3-11 H3-12 H3-13 H3-14 H4-01 H4-02 H4-03 H4-04 H4-05 H4-06 H4-07 H4-08 H5-01 H5-02 H5-03 H5-04 H5-05 H5-06 H5-07 H5-10 H6-01 H6-02 H6-03 H6-04 H6-05 H6-06 H6-07 L1-01 L1-02 L1-03 L1-04 L1-05 L2-01 L2-02
变频器基本原理和作用
变频器基本原理和作用变频器（Inverter）是一种电力电子器件，其基本原理是将直流电能转换为可调频的交流电能。
它主要由直流输入电源、逆变桥、滤波电路、控制器和交流输出端组成。
变频器广泛应用于工业、航空、军事、交通等领域，并发挥了重要的作用。
下面将详细介绍变频器的基本原理和作用。
变频器的基本原理如下：1.直流输入电源：变频器的输入端接收来自交流电源的交流电压，并使用整流电路将其转换为直流电压。
通常使用整流电路+电容滤波器的方式进行直流电压平滑处理。
2.逆变桥：逆变桥是变频器的核心组件，它将平滑的直流电压转换为可调频的交流电压。
逆变桥由四个可控开关组成，通常是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
3.滤波电路：逆变桥输出的交流电压含有较高频率的谐波成分，为了减小谐波影响，需要使用LC滤波器进行滤波。
LC滤波器通过选择合适的电感和电容来过滤谐波成分，使交流输出电压更接近正弦波。
4.控制器：变频器的控制器是变频器的大脑，它通过对逆变桥的开关控制来实现对输出电压频率和幅值的调整。
控制器通常由微处理器、运算放大器等芯片组成，利用脉宽调制（PWM）技术来控制逆变桥开关的导通和断开，从而控制输出电压的频率和幅值。
5.交流输出端：变频器的交流输出端将可调频的交流电能提供给负载。
根据应用需求，可以将交流输出端连接到电动机、电炉、照明设备等不同的负载上，实现对其速度、温度、亮度等参数的精确控制。
变频器主要有以下作用：1.节能降耗：传统的电动机驱动系统通常采用带有固定转速的交流电源，而变频器可以根据实际负载需求，调整电机的转速和输出功率，降低电机的无功损耗和机械能量的损耗，从而实现能量的经济利用。
2.频率调节：变频器可以调节电机的输出频率，从而实现对驱动设备的控制。
例如，变频器常用于电梯、空调、水泵等场合，可以根据需求调整其运行频率，提高设备的工作效率和使用寿命。
3.调速控制：传统的电动机驱动系统通常只能实现定速运行，而变频器可以通过调整输出频率，实现对电机的精确调速控制。
变频器的控制方法
变频器的控制方法变频器是一种能够控制交流电动机转速的设备，通常用于工业生产中的电机调速和节能控制。
它通过改变电机输入的电压和频率，使电机达到所需的转速。
变频器的控制方法有多种，下面将详细介绍几种常见的控制方法。
1. 简单开关控制方法简单开关控制方法是变频器最基本的控制方式，通过控制电机的开/关状态来实现转速控制。
这种方法的控制精度较低，转速调节范围也较有限，适用于一些对转速要求不高的应用。
2. 转矩控制方法转矩控制方法是通过调节变频器输出的电压和频率来实现对电机输出转矩的控制。
通过改变电压和频率的比例关系，可以实现电机的恒转矩调速。
这种控制方法适用于一些需要保持恒定转矩的场合，如起重机械、卷取机等。
3. PI控制方法PI控制方法是一种闭环控制方法，它通过测量电机的输出转速与期望转速之间的差异，并根据差异调整变频器的输出电压和频率来控制转速。
这种控制方法具有较高的控制精度和适应性，可以根据实际情况进行参数调整，实现稳定的转速控制。
4. 矢量控制方法矢量控制方法是一种高级的闭环控制方法，它可以实现更精确的转速控制和较高的转矩响应。
矢量控制方法通过对电机的电流、电压和转速进行测量和计算，并根据计算结果调整变频器的输出，使电机能够精确地跟随给定的转速和转矩变化。
5. 力矩控制方法力矩控制方法是一种特殊的转矩控制方法，它可以根据负载的力矩需求来调整电机输出的转矩。
通过测量负载的力矩大小，并根据力矩与转速的关系进行计算和控制，可以实现对电机输出的力矩进行精确的控制。
综上所述，变频器的控制方法有简单开关控制、转矩控制、PI控制、矢量控制和力矩控制等多种方式。
不同的控制方法适用于不同的应用场合，可以根据实际需求选择最合适的控制方式。
随着技术的不断进步和应用领域的扩大，变频器的控制方法也在不断发展和创新，为工业生产提供更加高效和可靠的电机控制解决方案。
特种设备节能制度
特种设备节能制度一、总则1. 为提高特种设备的能源利用效率，减少能源消耗，降低运营成本，特制定本节能制度。
2. 本制度适用于所有特种设备使用单位，包括但不限于锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等。
3. 使用单位应遵守国家有关节能法律法规，执行本制度规定，确保特种设备节能运行。
二、组织管理1. 使用单位应成立节能管理小组，负责制定节能计划，监督节能措施的实施。
2. 节能管理小组应定期组织节能培训，提高员工的节能意识和操作技能。
三、节能措施1. 定期对特种设备进行维护保养，确保设备处于良好工作状态，减少能耗。
2. 采用节能技术，如变频技术、热回收系统等，提高能源利用效率。
3. 对特种设备操作人员进行节能操作培训，确保操作符合节能要求。
4. 建立能源消耗监测和统计制度，定期分析能耗数据，找出节能潜力。
四、节能改造1. 对能耗高、效率低的特种设备进行技术改造，采用高效节能的新技术、新产品。
2. 改造项目应进行可行性分析，确保改造后能达到预期的节能效果。
五、监督检查1. 使用单位应定期对特种设备的节能运行情况进行自查，及时发现并解决节能问题。
2. 接受并配合政府相关部门的节能监督检查，对检查中发现的问题及时整改。
六、奖励与惩罚1. 对于节能效果显著的单位和个人，给予表彰和奖励。
2. 对违反节能制度，造成能源浪费的行为，根据情节轻重，给予相应的处罚。
七、附则1. 本制度自发布之日起实施，由使用单位负责解释。
2. 本制度如与国家新颁布的法律法规相抵触，按国家法律法规执行。
请根据实际情况调整和补充上述内容，确保制度的实用性和有效性。
桥式起重机工作过程中PLC变频调速的实际运用
桥式起重机工作过程中PLC变频调速的实际运用摘要：PLC，即可编程控制器是一种专用于工业控制的一种可编程计算机存储器。
本文分析如何将PLC变频调速应用于桥式起重机的工作中，能够在电子控制系统中实现对起重机运行的动作控制、实时监测和数据查询，从而最大限度的调动起重机的工作效率，降低工作人员的劳动强度。
关键词：桥式起重机；PLC变频调速；实际运用随着电子计算机技术的迅速发展，各行业都在利用电子计算机提高工作效率。
在工业行为中桥式起重机的使用率很高，但是传统的桥式起重机变频调速控制系统一般由转子回路的串接电阻控制，操作频繁导致起重机受到较大的冲击而故障影响到正常工作。
本文对桥式起重机利用PLC（可编程控制器）变频调速的节能性、自动性、灵活性等优势对其进行运行控制，达到了降低故障率、节约电能、工作效率高、节省人力资源的目的。
1 桥式起重机概况桥式起重机（又称天车、桥架型起重机）一般是在码头、车间或者仓库等地架于其上空的对物料进行搬运的起重式机器，名字的由来是其形状，它一般搭建于水泥柱上，利用建筑上层空间对物料或者设备进行吊运，可以节省空间，不受地面摆放物影响。
桥式起重机由四部分组成，一般是起重小车（由电动机、制动器、滑轮组、减速器、小车运行机构等部分组成）、桥架运行机构、桥架金属结构（由主梁和端梁两部分组成）及运行的控制设备（电气控制系统）。
起重机的运行控制设备就是本文介绍的PLC变频调速控制器工作的部分[1]。
2 PLC变频调速相关介绍2.1PLC介绍PLC（可编程控制器）是一种被广泛利用在机械自动控制系统的电子编程操作系统，主要组成部分是电源、CPU（中央处理单元）、存储器、通信模块和可计数定位的功能模块。
功能是可以编写运算、定时、数字等程序指令，存入控制中枢，通过输出数据寄存器等输出接口控制机械运行。
2.1PLC功能优势2.1.1方便简单由于PLC的编程语言采用的是简单明了的梯形图或者逻辑图，所以PLC系统的编写周期较短，容易开发，调试和更改较为简单，可以在计算机网络系统对所编写的程序进行修改和变动，不用浪费人力物力去拆卸和安装机械设备的硬件系统。
变频器控制方式有哪些_变频器有几种控制方式_变频器的控制方式详解
变频器控制方式有哪些_变频器有几种控制方式_变频器的控制方式详解变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的先天条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。
本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。
变频器简介1）变频器的基本结构变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
2）变频器的分类变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
变频器控制方式选择依据对于控制方式，要根据生产机械的具体要求来进行选择。
1、二次方律负载对于离心式风机、水泵和空气压缩机一类的二次方律负载，一般采用V/F控制方式为宜。
因为V/F控制方式有低励磁U/f线，在低频运行时可以更好地节能。
矢量控制方式实质上是使电动机始终保持额定磁通的控制方式，不可能实现低励磁。
2.恒转矩负载（1）对于负载率经常变动、调速范围又不很大的负载，一般以选择无反馈矢量控制为好，因为V/F控制方式的转矩提升量不易预置得恰到好处，但采用无馈矢量控制方式时，须注。
ABB-变频器在起重机上的应用
起重行业概述
起重设备电气控制系统
起重机对电气传动的要求 调速---一般起重机的调速性能是较差的，当需要准确停车时，司机只能采取
“点车”的操纵方法，如果“点车”次数很多，不但增加了司机的劳动强度， 而且由于电器接电次数和电动机起动次数增加，而使电器、电动机工作年限大 为缩短，事故增多，维修量增大。有的起重机需要准确停车，则必须采用调速 方法。 一般采用电气调速方法： 直流调速：机组/晶闸管整流 交流调速：变频调速/变极调速/变转差率调速
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起重行业概述
起重设备电气控制系统
平稳或快速起制动 ； 纠偏与电气同步；
机构间的动作协调，比如各机构与电磁铁的配合控制；
起升机构防止“溜钩”； 安全保护：手柄 零位保护；
欠压保护 过载和短路； 限位保护； 紧急断电保护； 安全门开关联锁保护 ； 超载保护 。
起重机变频控制的特点
启/停平稳
变频器控制的启动/制动电流、启动/停车时间可设置，因而大大降 低对电网和设备的冲击； 传统的接触器-继电器控制系统，电动机的正/反转频繁切换、操作 人员为了快速“稳钩”常常快速采用频繁打“反接制动”等对电网 、机械设备冲击很大，控制电器（尤其是接触器）的寿命大大缩短 ，需要经常维护和更换，也影响设备的使用效率；
小车
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起重行业概述
堆取料机及装船机
运行机构： 起升机构－位能负载
主钩/双主钩、副钩/双副 钩 行走机构－平移负载
VD300A系列变频器在塔吊上应用方案V1教学教材
VD300A系列变频器在塔吊上应用方案V1.0引言：随着建筑塔式起重机越来越普遍，从普通的多层建筑到大型的铁路工程、桥梁功能以及水利工程都有广泛的应用，传统的工频启动冲击大、效率低和能耗高等缺陷越来越不符合现代化的要求，变频调速已经是大势所趋，基于沃森电气VD300A高性能矢量变频器的控制方案，可以启动、制动十分平稳，系统控制更为简单，实践证明，VD300A高性能矢量方案具有启动平稳、高效、节能等优点，具有很好的市场推广价值一、概述塔式起重机是建筑工地上应用十分广泛的一种起重机械，传统的控制方式多采用交流绕线式电机串电阻的方法启动和调速，有如下劣势：1.由于长期重载运行，频繁正、反转，冲击电流很大；2. 故障率高，电机的滑环、碳刷及接触器经常损坏，接触器的触头烧毁、碳刷冒火、电机及电阻烧毁现象时有发生；3. 线路复杂，回转机构的轴承经常需要更换；4.效率低，由于主卷扬机结构大多由两个电机工作在一个轴上，高速电机处于工作状态，则低速电机处于制动状态，始终处于一个工作、一个制动的矛盾中；5.安全系数低，在由快速向慢速转换时机械冲击大，经常发生打齿现象，曾经会出现货物已经定位，工人已经扶住缰绳，再由快速向慢速切换时，发生打齿现象，慢速电机制动失灵，非常危险，偶尔也会出现折轴的现象，故障率较高，对生产影响大；6.维修量及维护费用也很高，由于异步电机有着无可伦比的优点；结构简单坚固、价格便宜、易于维护，因此采用变频器拖动三相异步电机的控制方式取代传统调速方式，可以从根本上解决天车故障率高的问题，而且技术先进、节能显著，是塔式起重机理想的传动控制装置。
沃森电气凭借多年积累的起重行业应用经验，基于VD300A高性能变频器，提出了一套性价比较高，适合市场要求的控制方案。
二、塔吊的工作原理A,大车运行机构用于拖动整台起重机顺着工地做横向运动，由电动机、制动器、减速装置和车轮组成。
B,小车运行机构用于拖动吊钩及重物顺着桥架做纵向运动，也由电动机、制动器、减速装置和车轮组成。
变频器在工业领域的应用案例
变频器在工业领域的应用案例随着科技的不断发展，变频器作为一种新兴的电力调速设备，已经被广泛应用于工业领域，取代了传统的机械调速方式。
下面将介绍变频器在工业领域的几个应用案例。
1. 港口起重机港口起重机作为港口的重要设备之一，起着极为重要的作用。
通过应用变频器，可以实现对起重机的精细调控，提高其吊运效率，降低其能耗，节约成本。
目前，变频调速的港口起重机已经成为行业的主流趋势。
例如，广州港拥有的超大型集装箱起重机，就采用了ABB公司生产的变频调速技术，仅用2-3度电即可将20英尺集装箱吊运到39米高空。
2. 矿山输送机矿山输送机作为矿山生产中必不可少的设备之一，承担着矿石或其他物料从采矿现场运输到生产车间的任务。
随着矿山生产的规模不断扩大，传统的机械式传动方式逐渐被淘汰，取而代之的是变频调速技术。
应用变频器可以实现对输送机的精准调控，避免因物料输送速度过快或过慢而导致的不必要的损失，提高生产效率。
例如，山西太钢集团矿山公司应用变频调速技术的输送机，可以节省每年3000万度电。
3. 污水泵站污水泵站是城市污水处理的重要环节。
传统的污水泵站采用的是机械式调速，由于污水量的不同导致泵的出水量不可避免地产生浪费或者不足。
应用变频器可以根据污水量进行精确调控，不仅可以有效避免功率浪费，还可以延长泵的使用寿命。
例如，南京市浦口污水处理厂应用Yaskawa公司的变频器后，节能效果显著，年节省电费约60万元。
4. 空调系统随着人们生活水平的提高，空调系统的应用越来越广泛。
在空调系统中，变频器的应用不仅可以降低空调的噪声、延长空调寿命，还可以大幅节约电费。
例如，近年来广泛应用的变频空调，可以实现节约30%-50%的用电量。
总的来说，变频器作为一种新型的电力调速设备，其应用已经被广泛推广，成为工业领域提升效率、降低成本的重要手段。
相信在不久的将来，随着技术的不断革新，变频器在工业领域的应用领域还将不断扩大和提高。
桥式起重机的节能降耗技术和措施
桥式起重机的节能降耗技术和措施桥式起重机是现代工业生产中不可或缺的设备之一。
它具有承重能力强、工作范围广、自动化水平高等优点，是重型物料运输和装卸的关键设备。
然而，作为能源消耗最大的机械设备之一，桥式起重机节能降耗尤为重要。
本文将介绍桥式起重机的节能降耗技术和措施。
一、优化变频调速功能变频调速器是桥式起重机的主要节能技术之一。
它可以通过改变电机的转速来控制设备的工作效率，减少能量损失，避免因过载保护引起的能量损失。
变频调速器的安装可以大大提高机械效率，缩短启动时间，降低起重机的能耗。
在设备运行时，通过变频控制器对电机进行调速可以避免运行时间长时产生过载，且可以根据所需负载大小来控制起重机的运行速度，提高设备使用效率达到节省电能的目的。
此外，优化变频调速功能可以更好地保护电机，延长设备的使用寿命。
二、完善节能控制系统桥式起重机的节能控制系统集中监控变频调速器的运行状态，实时反馈接入变频器的传感器信号，通过算法对各个电动机进行一定的优化控制，从而达到节约能源的目的。
在节能控制系统中，智能化的控制器可以实现精确的自动控制，能够快速反应各种状态变化并进行调节，降低人为因素对设备的影响。
此外，通过控制系统的完善，监测起重机的电耗、水耗、油耗等关键指标，开展科学的能耗管理也可以起到重要的节能降耗作用。
三、改进液压系统液压系统是桥式起重机的核心组件之一。
许多液压系统通过提高液压效率来实现节能，减少过程中的流量和流速，从而保证在输输送物料的过程中获得更高的实际功效和效率。
改进液压系统可以减少机械部分之间的摩擦，降低能量损失，提高设备效率和降低数据的操作成本，从而实现大幅降低节能成本和增加工作效率，减少设备故障和损坏的可能性。
四、精细化维护和管理桥式起重机的节能降耗也离不开精细化的维护和管理。
设备运行时，需要及时清除各个拖链、皮带等零部件，以便设备在更高效的状态下工作。
此外，做好设备定期维护和检查工作，及时解决设备运行中出现的故障和问题，可以有效延长设备的使用寿命和保证设备的使用效率。
单梁起重机变频改造方案
电动单梁提升机的电控系统目录1概述1.1一般规定1.2适用标准1.3变频控制的优势1.4电气系统主数据2变频调速的主要优点2.1变频调速的主要效益表现2.2变频调速的主要特点3转型计划4系统转换计算5低压开关设备6工程设计和数据7电气安装和施工8调试9项目管理10技术联络1概述本技术规格书描述了电动单梁起重机变频系统的调试范围和范围。
1.1一般规定电动单梁起重机原控制系统由地面接触器控制，现应用户要求改造为遥控和变频控制。
1.2适用标准IEC、DIN、VDE1.3主要参数提升速度为0.8-8米/分钟。
小车运行速度为2-20米/分钟大车机构的运行速度为2-20米/英里。
1.4电气系统主数据电源380V 50Hz，三相四线主机构交流电机380 V低压控制系统36伏，50赫兹2变频调速的主要优点2.1变频调速主要实现:节能；提高生产效率；速度调节；提高产品性能；提高生产线的自动化程度，改善使用环境。
2.2变频调速的主要特点:2.2.1控制电机的启动电流，提高电机和减速器的使用寿命。
2.2.2降低电力线路的电压波动，保护电网。
2.2.3启动所需功率较低，从而达到节能降耗的效果。
2.2.4可控加速功能使起重机缓慢加速，使起重机运行平稳，减少机械磨损。
2.2.5运行速度可调，使用更方便。
2.2.6可调扭矩限制，保护机械免受损坏。
2.2.7受控停止模式，使停止更稳定。
2.2.8节能，可节能20%。
2.2.9可逆运行控制可以简化线路，降低变比。
3转型计划3.1启闭机运行机构:3.1.12-3T提升机运行电机为ZDY12-4/0.4KW，电压380V，电流1.25A，选用西门子变频器，型号为6sl 32240 ca 211 ua 0；；或ABB变频器，型号ACS550-01-03 a3-4；根据现场条件，选择进线电抗器。
制动电阻值210欧姆，功率0.3KW。
3.1.25T卷扬机运行电机为ZDY21-4/0.8KW，电压380V，电流2.4A，选用西门子变频器，型号为6sl 32240 ca 211 ua 0；；或者ABB变频器型号为ACS 550-01-05 a3-4；根据现场条件，选择进线电抗器。
Vacon变频在起重行业的完美应用
vacon变频驱动— 举重若轻新体验Vacon凭借业内领先的变频驱动技术致力于全球起重市场的开拓。
Vacon变频驱动产品在精确平滑的速度和转矩控制，高效的能量回馈，以及强力的噪声抑制等方面表现出的优异特性，使其可全方位适应起重行业启动转矩高，负载变化频繁，振动明显的工况特点。
同时，选择Vacon，将会显著缩短设备的调试周期，并协助用户节约可观的系统搭建和运行成本。
全方位满足行业应用需求•驱动功率可达5000kW• 电压等级220VAC至690VAC• 提供空冷及水冷型功率单元• 电机参数自动识别• 丰富的行业专用驱动应用宏• 多种总线选件适配各种控制系统• 开放的编程工具充分满足客户定制化需求控制精确，响应快速• 精确的开环或闭环矢量控制• 内置PLC可实现全幅控制• 滑差控制及转矩记忆功能• 快速速度控制器循环时间1ms• 转矩控制器响应时间可达100μs• 驱动之间的高速点到点通讯• 快速监控系统可实现驱动的实时监测和状态分析预防性过载监控• 变频器可利用KTY84等元件实时检测电机温度• 变频器斜坡时间可自动调整• 可通过调整起升动作控制进线单元温度• 若温升过高，可根据需要关停系统功能完善，平稳驱动• 提供200%启动转矩• 高斩波频率，低电机噪声• 内置制动斩波器及制动电阻• 高等级EMC干扰抑制技术• 标配交流输入电抗器• 宽阔的环境温度适应范围• 提供专用的起升控制防溜车程序• 如采用再生回馈方案，则系统cosφ≈1专家驱动解决方案多年来积累的行业应用经验和现场能力，使Vacon能够为起重机械的驱动提供高效的柔性解决方案，而Vacon变频驱动产品拥有的全面实时自诊断及报警功能将成为起重设备安全运行的可靠保障，从而广泛应用于各种起重及提升机械。
Vacon变频驱动产品对起重设备精确的速度和转矩控制，可显著降低系统的运行能耗。
此外，部分Vacon变频器所拥有的AFE有源前端技术，将使系统在制动过程中实现高效的能量回馈，这在能源供应日益紧张的今天无疑具有极大的应用和推广价值。
三项异步电动机变频调速控制及其节能改造
三项异步电动机变频调速控制及其节能改造本文主要从三项异步电动机概述、三相笼型转子异步电动机的传统起动方式、三相异步电动机调速策略探讨、电动机节能注意事项等方面进行了阐述。
标签：三相异步电动机；调速；节能一、前言三项异步电动机在我国电网中应用非常广泛，技术也相对成熟，但是如何使其变频调速进行控制以及节能问题，都是需要进一步探讨与总结的重点问题。
二、三项异步电动机概述全国年总发电量的一半以上，耗能非常之高。
因此，加强和提高三相异步电动机的节能控制对我国电能的节约将会起到巨大的作用。
当电流在满负荷的情况下时，三相异步电动机的功效一般比较的高，可以达到85%左右。
但是，如果电流的负荷量下降的话，三相异步电动机的功效就会明显的降低。
因此，总的来说，三相异步电动机的功效还是比较低的。
如果我们通过对三相异步电动机节能控制，我们就会在这方面有所提高，从而提升电动机的运行效率，将会产生巨大的经济效益。
进行三相异步电动机的节能控制主要是从两方面的工作着手，首先就是要提升三相异步电动机的制造技术，而这方面如今已经取得了巨大的发展，另外一方面就是要做好电动机的运行控制技术，这才是我们进行电动机节能控制技术的关键。
三相异步电动机的功效是指三相异步电动机的输出功效同输入功效的比例，因此供电机的一部分电能是用来使电动机驱动的，即输入的功效，而另外一部分电能就会发生在三相异步电动机的自身损耗上，这就是我们所说的输出功效。
三相异步电动机的电能损耗主要是指电动机的铁和铜，而电动机的铜耗则是在电流通过电动机的铜线绕组时而产生的，相比之下，电动机的铁耗则是指电动机在运转的过程中，其定子和转子铁芯中产生的电流而发生的损耗，这主要是与电压有关。
电动机的损耗除了这两部分损耗外，还存在其他的损耗，但是这些损耗都比较小，可以忽略。
而三相异步电动机的节能原理就是在电压的负荷下降的时候，可以通过适当降低电源的电压的方法，从而减少电动机中铁耗，当电压下降的时候，相应的电流也会随之下降，这样也就降低了电动机中的铜耗，只有这样电动机的功效才会得到提高。
变频器在起重机控制中的应用
变频器在起重机控制中的应用随着现代工业技术的不断发展，起重机在各个领域的应用越来越广泛。
而起重机的控制系统作为其重要组成部分之一，也需要不断提升和创新。
在起重机控制系统中，变频器的应用起到了非常重要的作用。
本文将探讨变频器在起重机控制中的具体应用。
一、变频器简介1.1 变频器的定义变频器是一种用于调节电动机转速的装置，通过改变电源频率和电压的形式来控制电机的转速。
它能够改变电机的运行频率，从而实现对起重机运动的精确控制。
1.2 变频器的原理变频器通过使用高效的电力转换技术，将输电线电压转换为电机所需的专用电源，通过改变电源频率和电压的形式来调整电机的转速。
它能够将输入电源的频率从50Hz（标准电源频率）转变为可变的输出频率，从而实现对起重机电机的精确控制。
二、2.1 速度控制变频器能够根据实际需求，准确地控制起重机的速度。
传统的起重机通常采用电阻器或机械齿轮来控制速度，但这种方式控制效果不够精准。
而变频器的应用可以实现无级调速，不仅提高了起重机的运行效率，还能够减少机械传动的磨损和能源的浪费。
2.2 起重过程中的平稳运行起重机在起吊货物的过程中，常常需要进行起停操作。
而传统的起重机在起停过程中容易产生冲击，对货物和机械设备造成不必要的损坏。
而变频器的运用，则可以通过精确的启停控制，使起重机运行更加平稳，减少起停过程中的冲击，提高起重机的使用寿命。
2.3 节能效果显著随着社会对能源消耗的高度关注，节能已经成为一个重要的方向。
变频器作为一种节能措施，在起重机控制中能够发挥显著的作用。
传统起重机在起停过程中，通常需要大量的能量消耗；而变频器的应用可以通过控制电机转速，减少起重机启动时的电流冲击和能源损耗，从而实现节能效果。
2.4 提高起重机的安全性在起重机操作过程中，往往需要进行精确的位置控制，以确保起吊货物的安全。
而传统的起重机控制方式通常无法满足这一需求。
而变频器的运用，则可以利用其精确控制功能，在起吊过程中实现对起重机位置的准确控制，从而提高起重机的操作安全性。
基于并联交错的起重机械节能装置设计研究
基于并联交错的起重机械节能装置设计研究摘要：进行了起重机械起升机构运行特性的分析，分析了起重机械起升重物和下降重物过程的能量流动及其效能变化。
由起重机械效能分析可知，消耗在制动电阻上的能量为总量的30%～64%。
如果可以将这部分能量利用起来，则可以极大提升起重机械的总体效率。
研究了一种电气节能装置，该装置将起重机械消耗在制动电阻上的能量通过超级电容所构成的储能系统储存起来，在起重机械下一次提升重物的时候，优先从储能系统抽取能量，能量不足再从电网抽取能量。
该研究降低了实际从电网抽取使用的电量，达到了节能降耗的目的。
关键词：起重机械；节能装置；并联交错；超级电容；效能分析0 引言现在起重机起升机构中采用绕线转子异步电动机，在转子的回路中串入外接电阻来实现转速的调节，造成浪费比较严重。
本文所研究的节能装置是将消耗在制动电阻上的能量通过超级电容所构成的储能系统储存起来，在起重机械下一次提升重物的时候，优先从储能系统抽取能量，使得起重机械从电网抽取的总能量减少，到达节能降耗的目的。
1 起重机械起升机构运行特性分析起重机械工作过程是将电能转换为载荷重力势能、传动系统摩擦产生的热能以及电气机构寄生参数消耗所形成的热能。
其能量流动如图1所示。
图1 中，E∑为从外电网输入到变频器的总电能；E∑I V 为变频器运行过程所损耗的能量；E M为电机运行过程所损耗的能量；E J为起升机构中机械传动系统总损耗能量；E L为起重机械对载荷做的功。
综上，起重机械的效率为：（1）假设ηI V为变频器的效率；ηM为电机的效率；ηJ为机械传动系统的效率，则：可由式（1）或式（2）直接获得系统的总体效率，针对能量传递较低的环节进行改造，提升系统的整体效率。
起重机械行业的电气和传动是多样化的，其效率也各自不同。
但效率一般落在一个特定的范围，如：ηINV=0.95~0.98；ηM=0.72~0.95；ηJ=0.85~0.92。
整个系统的最低效率为：整个系统的最高效率为：起重机械下降过程，重物的重力势能通过机械传动系统以再生能量的形式进入电机，并由制动电阻转换为热能消耗出去。
双梁行车变频改造方案(1)
关于32/10吨行车大修改造方案及建议我公司二号车间（212001）、三号车间（212002）二台32/10吨桥式起重机配置如下：桥式起重机拖动系统采用绕线式交流异步电机，其中大车电机2 台，小车电机1 台，主起升电机1 台，副起升电机1台，转子回路内串入多段外接电阻调速，采用凸轮控制器、继电器－接触器控制，这种控制系统主要缺点如下：（1）电机转子串电阻调速属能耗型转差调速，能耗大，机械特性软，调速范围小，平滑性差。
由于一直处于高暂载率，因此采用扩大电机功率的办法，直接的全速启动，对齿轮箱冲击大，使齿轮箱经常冲坏，而许多的电阻箱，频敏变阻器造成行车空间十分拥挤，电机的空载损耗大浪费能源。
（2）继电器－接触器控制系统在频繁切换的情况下，冲击电流大，触头容易烧损、电刷经常冒火、电动机以及转子所串电阻烧损和断裂故障时有发生，故障率高。
经常处于启动变速，方向改变，采用数只交流接触器切换，运行时噪声大，触头易磨损，可靠性差，烧坏接触器相当多，线圈耗电大。
（3）调速平滑性差，对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大，影响使用寿命。
（4）系统抱闸是在运动状态下强制进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重，调整间隙发生变动时闸皮会发热起火。
由于车间工作环境恶劣、粉尘和有害气体对电机滑环、碳刷及接触器损坏较大，加上生产任务重，操作程序难以保证，冲击电流大，触头消蚀严重，碳刷冒火，电机及转子绕组所串电阻烧损、断裂故障时有发生，平均每月发生较大的故障3次以上,对生产影响较大，转子串电阻调速，机械特性软，负载变化时，转速也变化，调速效果差，所串电阻长期发热，电能浪费大，效率低，因此要从根本上解决桥式起重机故障率高的问题，我们建议采用PLC 作为主控制装置，采用变频器进行调速。
1. 行车采用变频调速新技术的优点（1）消除了电机的薄弱环节变频系统与常规电气控制方案相比, 省去了电动机转子侧的大功率电阻、加速接触器和电动机正反转交流接触器,降低维护量90%以上，延长电机寿命。
科技成果——新型轮胎式集装箱门式起重机节能技术
科技成果——新型轮胎式集装箱门式起重机节能技术适用范围交通行业交通运输行业港口、中转站装卸集装箱或件杂货等行业现状通用型轮胎式集装箱门式起重机（简称通用型RTG）是集装箱港口的重要设备，在现代化港口集装箱堆场中占据主导地位。
它可以大范围灵活调动，具有空间利用率高、生产率高和全堆场机动的特点。
但通用型RTG使用柴油发电机组为整机提供动力，存在造价高、日常使用维护成本高、能源消耗大和废气排放污染、噪声污染等缺点。
据统计，通用性RTG作业每标箱能耗为1.2-2.2升柴油。
新型轮胎式集装箱门式起重机为大型机械设备，其生产过程的主要耗能是电。
由于新型RTG为轻型化设备，整机重量降低约1/3，所以在生产过程中可以节约大量能源。
目前应用该技术可实现节能量4万tce/a，减排约11万tCO2/a。
成果简介1、技术原理（1）采用“四卷筒”组合驱动技术在总体设计上，新型RTG采用四组钢丝绳卷筒装置（见图1），依靠卷筒的正、反转，收放钢丝绳实现货物的起升和横向移动。
驱动装置和卷筒安装在门架底梁上，与通用型RTG（起升和小车运行机构都设置在小车上）相比，大幅降低小车质量和整机重心，优化了整机结构，实现了整机重量的轻型化。
图1 “四卷筒”组合驱动原理示意图（2）采用电力驱动通用型RTG采用柴油发电机组提供动力，由于系统载荷是变化的、非线性的，因此通用型RTG在载荷较轻时，柴油机处于标定转速部分负荷运转，柴油发电机组效率较低。
据统计，通用型RTG发动机启动后，用于装卸作业的时间不到50%，其它时间为空耗，一台通用型RTG每小时空耗的柴油约15升。
新型RTG工作电机和照明均采用市电为动力，只配备小功率柴-电机组柴油机作为转场使用，满足RTG 机动性要求。
（3）电力驱动控制电动RTG采用变频调速、可编程控制器（PLC）和现场总线控制组成电力驱动控制系统，实现调速、控制一体化。
整机的主要控制单元都以节点形式连接到总线上，实现数字信号通讯，具有快速、准确的特点。
塔式起重机的回转控制方法
塔式起重机的回转控制方法塔式起重机是用于进行高空建筑物物料吊装的重型机械设备。
在起重机的操作中，回转控制方法是至关重要的。
本文将介绍塔式起重机的回转控制方法，包括限位控制、变频控制和自动控制等。
限位控制是塔式起重机回转控制的基础。
通过设置限位装置，可以确保起重机在回转过程中不会超出设定的角度范围，从而防止意外事故的发生。
限位装置通常采用编码器或接近开关等传感器来监测回转角度，并通过控制系统对驱动电机进行控制。
一旦起重机的回转角度达到限位位置，控制系统将停止电机的运行，以确保安全性。
另一种常见的回转控制方法是变频控制。
通过使用变频器来实现对起重机回转电机的调速控制，可以灵活地调节起重机的回转速度。
变频控制可以实现平稳启动和减速，在操作过程中避免起重机的颠簸和震动。
此外，变频控制还具有节能的优势，可以根据需求进行功率调整，减少能源消耗。
自动控制是将塔式起重机的回转操作全面自动化的一种控制方法。
通过安装激光测距仪、摄像头等传感器设备，并通过控制系统对其进行综合分析和处理，可以实现起重机的自动定位和回转。
自动控制在起重机作业中具有高度的精确性和效率，可以提高工作效率和安全性，减少人工操作的风险。
除了上述常见的回转控制方法，还可以通过电子编程控制（PLC）等技术来实现更加复杂的回转控制功能。
利用PLC的可编程性，可以根据具体的需求进行逻辑控制的设计，实现起重机回转的各种功能和模式。
这种方法的优势在于灵活性高，可以根据实际需求进行个性化定制。
综上所述，塔式起重机的回转控制方法包括限位控制、变频控制、自动控制和电子编程控制等。
通过合理应用这些控制方法，可以提高起重机操作的安全性、效率和精确性，适应各种复杂的工作环境和需求。
随着技术的不断进步，相信塔式起重机的回转控制方法将会进一步完善和创新，为工程建设和物料搬运提供更加可靠和高效的解决方案。
试论变频器在门座式起重机控制系统中的应用
试论变频器在门座式起重机控制系统中的应用【摘要】门座式起重机是重型机械设备，常用于工厂、仓库等场所的货物搬运。
本文从门座式起重机控制系统的概述开始，介绍了变频器在门座式起重机中的应用以及其控制系统原理分析。
通过对门座式起重机控制系统优势和变频器在提高效率上的作用进行探讨，揭示了变频器在门座式起重机中的重要性。
结合变频器应用带来的好处和对未来发展方向的展望，总结了变频器在门座式起重机控制系统中的重要作用及发展前景。
通过本文的研究，可以更好地理解变频器在门座式起重机中的应用价值，为该领域的进一步研究提供参考和指导。
【关键词】门座式起重机，变频器控制系统，应用，效率，原理分析，优势，好处，发展方向，总结1. 引言1.1 背景介绍门座式起重机是一种常见的起重设备，主要用于装卸货物。
传统的门座式起重机控制系统通常采用交流变频器来控制电机的转速，以实现起重机的升降运动。
随着科技的不断发展，变频器在门座式起重机控制系统中的应用受到越来越多的关注。
通过对变频器在门座式起重机控制系统中的应用进行研究和探讨，可以进一步提高门座式起重机的工作效率和安全性，促进工业生产的发展。
对变频器在门座式起重机控制系统中的应用进行深入研究具有重要的现实意义和理论价值。
1.2 研究意义本文将围绕变频器在门座式起重机控制系统中的应用展开研究，其中研究意义主要体现在以下几个方面：随着科技的不断发展，门座式起重机在工业生产中的应用范围也越来越广泛。
研究门座式起重机控制系统的优势以及变频器在其中的应用，对于推动工业生产的升级和转型具有重要的意义。
我希望通过本文的研究，进一步揭示变频器在门座式起重机控制系统中的作用和优势，为工业生产的发展提供参考和借鉴。
1.3 研究目的研究目的是为了探究变频器在门座式起重机控制系统中的应用，分析其对提高起重机效率和优化控制系统的作用。
通过研究变频器在门座式起重机中的具体应用技术和原理，进一步了解其对起重机性能的影响和优势，为门座式起重机的设计和运行提供理论支持和技术指导。
变频调速在天车上的应用分析
变频调速在天车上的应用分析电机调速分为有级调速和无级调速，本文将以无级调速中的变频调速为中心，简要介绍变频调速运用在天车上运用的原理、优点以及实际中变频调速在天车上的应用，并对变频调速取代转子串电阻调速的理论依据进行分析。
标签：变频调速；变频器；天车目前我国工业技术中许多细节还都不完善，天车上的交流接触器大多比较落后，应用效果难以令使用者满意。
随着科学技术的不断发展，变频器技术日渐成熟，变频器在各个工业领域的应用日渐广泛，变频技术给传统天车带来了革新的曙光，设备的更新换代已经势在必行。
二、变频调速简介（一）电机调速方法电动机有两种调速方法：无级调速，有级调速。
无级调速指的是电动机可以稳定平滑的调节自身转速，所以它又被称为连续调速，需要频繁改变自身转速的机器和随动系统对这种调速的要求非常高。
因此此种装备在工业中被广泛使用；有级调速通常只需要一个有级变阻箱或转换开关等设备来操纵，导致它的转速也只有有限的几级，所以有级调速也称为间断调速和分级调速，当调速需求不大时，采用有级调速就可以了。
过去，在调速性能要求较高的场合中，我们一般使用直流电动机，直流电动机具有节能、调速容易、转矩较大的优点。
但是直流电动机的缺点也很明显，它的制造费用昂贵，有碳刷和明显的火花，后期维修的费用也比较昂贵。
交流电动机与直流电动机相比，具有结构简单、造价低廉、维修方便等特点，随着现代变频技术的发展，尤其是矢量变频技术的运用，我们已经可以用变频电机模拟成直流电机了，所以变频电机取代传统直流电机已经是时代发展的必然趋势。
（二）变频调速基本原理变频调速具有自动诊断故障的功能，其反应速度迅捷，调速却相对平滑，有效增加了机械的使用寿命，是取代传统接触器及电阻箱的理想选择。
异步电动机的转速：n=60f（1-s）/p。
其中f为电源频率；S为转差率；p为电机极对数。
可以发现，通过调整电源频率f增加、减小分子大小可以改变转速n。
又，定子电压U为：U≈E1=4.44f W1mkw1∝f m其中E1为定子电势；w1为定子绕组每相串联匝数；m为气隙主磁通；kw1为定子绕组的绕组系数。
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起重机械的变频节能控制
摘要：本文分析了传统起重机械的电气系统存在的缺陷，并结合当前最先进的变频技术，设计了变频节能控制系统，实现了能源的节约，提高了工作效率、减少了故障率。
关键词：起重机械PLC 变频节能
1.引言
随着我国经济的快速发展，国内各类起重机的需求量也随之极大上升。
同时随着能源的枯竭和环境的恶化，能源节约和环境保护也被提到议事日程。
国家鼓励和支持节能技术的研究、开发、示范及推广工作，促进节能技术创新与进步。
对高能耗的设备进行节能改造，按照国家的规定实行节能审查和监督管理[1]。
2.传统起重机械存在的缺陷
传统的桥式起重机电力拖动系统大多采用绕线式异步
电动机驱动，通过继电―接触器控制改变转子回路中串入的多段电阻进行有级调速。
这种控制方式存在能耗大、效率低、低速起动力矩小、机械特性软、调速稳定性差、线路故障率高、维修量大等缺点，而且系统抱闸是在运动状态下进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重，影响使用寿命，因此，为提高桥式起重机运行的安全性和精确性，有必要采用变频
器对桥式起重机电力拖动系统进行技术改造。
桥式起重机的控制系统为继电器接触控制系统，噪音大，接线量多，更改控制逻辑困难。
传统的起重机械能量转换效率比较低、能耗比较大、成本比较高。
同时也产生巨大噪音给使用的环境造成了污染，这与日益严格的节能环保要求有一定距离。
因此对传统的起重机械进行节能改造是有必要的。
3.变频节能的理论基础
变频器就是采用整流和逆变技术、电力电子技术、微电脑控制技术等技术来实现变频变压调速节能的[2]。
（1）变频调速节能。
为了确保生产的安全性和可靠性，生产机械在选择电动机时，一般都会留出合适的余量。
假如电机满负荷运转，多余的力矩会将会增加有功功率的消耗，生产中就会产生浪费，为了节约电能减少成本，可以降低电动机的转速，保持恒定电压。
从而实现理想的节能效果。
（2）通过电压-频率比恒定节能。
控制分为基频以下和基频以上两种情况。
基频以下属于恒转矩调速，基频以上属于恒功率调速，其条件就是要保持电机气隙磁通基本不变。
因此，当频率变化时，工作电压也要随之相应变化，这种就是感应电动机有变压变频调速。
在确保电机力矩足够的前提下，可自动调节U/f控制曲线，减少电动机的输出功率，降低输入电流，实现节能。
（3）改善功率因数节能。
电机转矩是由定子和转子的电磁效应而产生的。
在电网方面，绕组因具有感抗的特殊性质而成感性，电机在运转时，就会吸收很多没有必要的功率，也就是无功功率，这会使功率因数降低。
使用变频器后，负载对电网的成阻性，功率因数会得到很大的提高，从而减少了无功功率损失。
（4）软启动节能。
全压启动电动机时，要求必须要有足够大的启动力矩，大约7倍的额定电流在电网中被吸收，超过额定的启动电流，会导致浪费，并且电压波动更加严重，损失加剧。
使用软启动后，情况改善许多，可实现启动电流的平滑调节，电网受到的冲击也将减少，同时减少了启动时惯性对设备转速的冲击，与此同时，延长了设备的使用寿命。
4.变频节能控制系统的设计
起升机构属位能负载机构，不但要求有较高的起制动控制精度，而且还要求多段速控制以及严格的转矩控制。
本课题中的起升机构是由两个主起升机构组成，两者同时工作，分别用一台变频器驱动，同时为了加强控制精度，采用旋转编码器作为检测装置，来实现起升的准确度。
起升机构所使用的变频器，在选型时应以额定电流为基准，一般变频器的额定电流应等于或大于电动机的额定电流。
通过计算，变频器的额定电流一般为电动机额定电流的1.2倍以上。
大车的运行是由两台电动机用一台变频器控制，由于运行机构的工作频率单一，为了节省成本，在调速中运行机构共用一台变频器。
该变频器的容量应比两台电动机的容量之和大，并且只能选择V/F控制模式，而不能采用矢量控制方式。
这样做一方面简化了电路，另一方面又可降低成本。
运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳；机构的电气制动方式必须着重考虑。
对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式。
在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操作桥式起重机的需要为主。
为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求。
采用该种设计，变频器内部参数的设定能保证机构具有良好的调速精度及起制动性能，由于起升机构电机需使用脉冲编码器作为速度反馈装置，通过测量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差控制电机的速度，
5.节能测试
在负载条件相同情况下，将多种实验样品做能效对比的实验，从而得出产品的节能等级，在评价能效时有充分的数据。
对比实验差异工作类别的样品。
可以对各种型号的产品最终得到的最优化能效工作级别做评判，挖掘节能潜力[4]。
经过长达6个月的对比测试，其每个月的用电量比传统的控制方式减少了42%左右。
假如在传统控制方法下，一个月电量1000度，每度电0.5元，则花费500元电费。
但是使用变频控制后，节能达到40%，则一个月就可以节省200元的电费，这是相当客观的，其节能效果是非常明显的。
起重机械变频控制系统的设计，一次性的成本投入相对来说是高一点，但是从长期利益和节能、提高生产率、降低使用成本等方面来看，也就是说综合考虑性能、经济因素，其前期的投入是非常有必要的、是值得的。
6.总结
通过对起重机械进行节能测试，已经验证了该PLC-变频系统的节能设计是成功的，达到了节能的目的，同时也提高了日常工作效率，减少了故障率，简化了故障的排除难度。
参考文献：
[1]刘剑锋. 基于PLC-变频控制的桥式起重机节能技术研究[D].太原：2013.10。
[2] 王松雷.桥门式起重机节能设计[J].南京：建筑机械，2010。
[3]李记叶，刘剑锋，张旭升.基于PLC-变频控制的桥式起重机节能改造[J].北京：电子测试，2014.4。
[4] 杨俊.起重机械的能效测试与节能措施[J].大连：起重运输机械，2012.02.20.（2）。