变频体系在吊车里的运用剖析

　　3. 3故障诊断

　　调速系统的引用给用户带来的第一难题是维护难度大，故障的自动诊断可以减轻维护的压力。系统设计中针对变频器及外围设备有两套诊断系统：第一，外围接触器、热继电器等的故障检测采用硬线反馈，直接进入PLC，由PLC通过控制命令与执行反馈进行比较，检测故障；第二，变频器内部故障，采用通讯方式进行检测，在通讯软件中把各变频器自身的故障信息表直接影射到PLC中，通过PLC软件检测故障点。这些故障包括缺相、过力矩、过电流、过电压、欠电流，甚至输出短路等。这些故障经PLC分类排序后，其信息通过液晶屏用中文显示出来。

　　3. 4结构简单、维护方便

　　从主电路图可以看出，采用变频系统的交流控制去掉了大量的调速电阻，不用绕线式电动机，使系统结构简单。特别是当一套调速器驱动起升与行走两机构时，尽管功率相差悬殊，控制特性差别较大，但主电路的结构非常简单。另外，从变频器内部分析，变频器的主电路部分包括二极管整流、电容储能和IGBT逆变三部分，结构清晰；控制部分由一块主控板控制，结构也很简单。这给用户维护带来很多便利。

　　3. 5可靠性高

　　变频器技术是与数字化技术同步发展的，目前所有的变频器均采用全数字控制，它不仅给用户调试带来方便，而且全数字化提高了系统可靠性。据目前市场变频器使用统计，变频系统与直流调速系统等比较，系统故障率最低。

　　4全变频调速系统与其他调速系统的比较

　　在交流调速范围内，起重机的调速主要有转子回路串接电阻的调速系统。这种系统对起重机冲击大，调整范围小，在起升机构使用时负载的变化直接影响速度，不能用于调速要求高的场合。但由于其对维护人员要求低，系统成本低，所以在港口大量使用。

　　交流转子回路串接电阻和可控硅斩波是对上述系统的改进。该系统通过电压反馈可以实现小范围的调速，但由于正、反向仍采用带接触器换向，控制不够灵活，而且系统复杂，维护需要有专业人员进行，性能不稳定，在行车和老起重机上有少量使用。

　　定子调压调速系统采用转子回路切换电阻及定子回路调电压相结合的方式，可以有较宽的调整范围（达1 20） ，正反向由可控硅控制，反应灵活，在抓斗有同步要求的工况中可以方便地实现控制，在目前市场上逐步推广应用。但由于该系统采用模拟线路控制，用分立元件组合而成，硬件的可靠性差，而且需要测速发电机和转子电阻，系统复杂。在低速时能量消耗到电阻上，有一定的局限性。

　　采用变频调速后，系统控制精度大幅度提高，在带脉冲编码器反馈时，可以达到1 1000，在开环方式也能达到1 100.因此，控制精度在1 100之内的中等精度调速系统，可以不带编码器反馈简化系统。采用鼠笼型变频电动机是该系统与其他交流调速系统的最大区别，不仅降低了系统成本，减少了维护，而且达到节约电能的目的。

　　5变频系统的发展前景

　　变频技术在国内港口除门机上的应用外，在集装箱机械上应用也非常广泛。大连港集装箱公司3台ABB变频器已在轮胎吊上使用；上海港集装箱公司12台轮胎吊采用安川变频器控制；上海振华公司正在与我厂合作使用英国CT公司生产的大容量变频（ 360 kW）控制集装箱装卸桥的各机构。随着国内港机电控PLC软件系统的不断成熟与完善以及大容量变频器在位能负载上的应用成功，变频调速系统必将成为未来调速市场的主流。

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