摘 要：变频调速技术是一项新型的科技，它的应用能够有效地实现环保节能，因此它具有很大的发展空间。从目前来看，我国大多数领域都对其进行了相关的应用。本文主要探讨了变频调速技术在行车卷扬机电气改造中的应用。
关键词：行车卷扬机；变频调速；电气改造
在码头或者港口行车占据了很重要的地位，它是一种运用范围十分宽广的机电设备。他的正常运行保证了物流的正常运转以及工作人员和机械设备的安全。同时也确保了行车厂的效益最大化。
一、变频调速技术的概况及特点
电气传统控制系统一般可以分为3部分组成分别是：电动机、控制和装置、以及信息装置。电气传动对合理的使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态都具有一定的影响，只有合理的对电气传动进行利用才能实现电能--机械能在转换的同时能够达到优质、高产、低消耗的目标。一般来说，电气传动可以分为两大部分：调速和不调速。在实际的运行过程，调速传动能够节约15%-20%左右的电能能够提高产品质量和产品的产量，不调速传动是有电机直接供电，随着新的技术的不断应用它逐渐被调速传动所代替，主要是这种传动方式耗能过大、工作效率低。随着科技的不断的发展，近年来变频调速技术被广泛的利用。他的出现能够有效地实现资源的有效利用，一定程度上实现可持续发展。
1.变频调速技术的工作流程
变频调速技术包含了多种技术的（例如电力电子技术、微机技术、电机传动技术等）调速技术，它具有很高的使用性，同时消耗比较低。根据这些技术所采用的原理，变频调速可通过工频交流电压和直流电压的互换，然后，再通过逆变器，把它转变成频率和电压均都可以调节的交流电压，并且把它作为电机的驱动电源。电机通过变频调速技术辅助工作，能够的到任何所需的电压以及电流，还能够实现无极调速。
2.变频调速技术特点：
（1）变频调速技术的能够有效的节约电力能源。变频调速技术通过改变机械设备的运行速度，能够实现对压力和流量的合理调节，这种技术的应用代替了之前应用最多的阀门调节法。变频技术的使用能够有效地实现电能的节约，对于电能的节约的节电率能够达到2060%，对于电能的节约平均能够达到30%。变频调速技术对于电能的节约主要是从四个方面的实现的，（2）对设备实行软启动，一般来说，传统的交流电动机所需要的启动电流是电机正常启动电流的6-7倍，变频调速技术的运用有效的实现了把电机的额定启动电流控制在正常范围以内；（3）设计整洁简练，在之前相关的设计中，基本上都是根据极端条件进行设计，从而导致设计繁琐，对于电能消耗过大；（4）变频调速技术的应用有效的提升了速度；（5）变频调速技术一定程度减轻了变压器的负荷。（6）具有良好的调节性能以及精准度高。变频调速技术在拥有机电合一的同时 还具备了良好的调节性能以及高精准度。运用广泛也能够满足设备需求。（7）变频调速设备的所需成本低并且收益高。相比较一些传统的机器设备，变频调速设备所需要的成本比较低同它的收益周期短且高。
二、变频调速在行车卷扬机中的应用
1.变频调速在行车卷扬机工作中的组成部分：
（1）PLC部分。在传统的工作流程中问题比较严重，容易造成误差，降低效益。通过对对于传统操作系统的改进，现如今的工作流程可以用下图来表示：
（2）对于相关的硬件选型以及I/O点的分布。在此方案中，一共有14个输入点（上升、下降、零位等）以及变频器的8个输出点（上升、下降、速度编码等），根据实际需求，选择采用西门子S7-200（CPU为214型）PLC， I/Q点的表示如图所示。
I/Q点的分配表
（3）程序部分主要包括主卷换挡，下图为主卷换挡程序公用图：
变频器速度编码输入图
从上图中我们能够清楚的看出，不管是在上升还是在下降的状态中，主卷的换挡工作都是通过这个公用程序实现的，具体流程为BP1速度编码1和速度编码2两者共同构成了变频的速度输入（00、01、10、11分别表示1234挡）这主要是由于主卷电机的速度是由变频器提供到电机定子上的电压频率所控制的；在传统系统中，上升和下降的状态下的调速也完全不同。在上升的过程中，档位的变换是从一档的转子全电阻接入逐级短接加挡电阻进行加速；下降过程中，主要由于负载具有重力转矩，前4挡所运用的是在能耗制动的状态下逐级切开转子中的电阻，在第5挡的时候断开能耗，同时电机反方向运行。通过对比可以看出。PLC所采用的程序简单快捷，有利于工厂电气维护人员的理解，能够促进现场电气故障排查的解决速度。
2.变频部分在行车卷扬机中的使用
（1）变频器的类型，根据起重机的负载属于恒转矩负载这一特点，采取恒转矩通用性变频器能够有效的缓解这些问题。在此过程中还应该注意到下降或者制动的时候，可能会出现电机的再生制动易导致变频器直流回路烧坏，所以变频器应该额外的配备自动电阻。
（2）变频器容量的确定过程
在正常的情况下，主卷的额定负荷为30t它的提升速度为13.2m/min，所需的加速时间1. 7s主卷电机参数为110 kW， 380 V， 217 A我通过对主卷机电流的测定：它在上升的过程中，定子相电流为102 A左右；重载（（30 t）匀速上升时，定子相电流稳定在150 A左右；重载加速时电流可以达到180A，此外电机的效率为η1= 0. 92，一般变频器的效率在刀2= 0.%左右；那么我们能够推算出整个电机的效率η3=0. 92 × 0. 96 =0. 88；所以选定的电机额定电流应为180 /0. 883 =204 A以上。通过不断的分析比较选择西威系列变频器AVY 81600 -KX最为合适，它的额定电流为324 A功率为160kw。他与变频的连接如下图：
总结：变频调速技术作为一门新型的技术被不断使用，效果甚佳，但其中还存在一些问题。相信通过不断的技术改进能够实现变频调速的更大作用。
参考文献
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