Преобразователи частоты в подъемном и подъемном оборудовании

Преобразователи частоты в подъёмном оборудовании
Преобразователи частоты (ПЧ) играют важнейшую роль в подъёмном оборудовании (например, мостовых, козловых, башенных кранах, лифтах и ​​лебёдках). Они произвели революцию в производительности и безопасности этих систем, выйдя за рамки традиционных методов управления, основанных на контакторах для прямого пуска и регулирования скорости.

Ниже приводится подробное описание их применения в этой области:

Основные преимущества и ценность применения
По сравнению с традиционными методами управления (например, регулированием скорости ротора с помощью сопротивления) преобразователи частоты обеспечивают следующие фундаментальные преимущества:

Плавный плавный пуск/останов, устранение механических ударов

Традиционная проблема: Прямой пуск создаёт огромную мгновенную ударную силу (пусковой ток может в 5-7 раз превышать номинальный), что вызывает серьёзные механические нагрузки на шестерни, тросы, крюки и стальную конструкцию, сокращая срок службы оборудования.

Решение с использованием частотно-регулируемого привода: Преобразователь частоты позволяет устанавливать плавные S-образные кривые разгона и замедления. Это позволяет постепенно увеличивать крутящий момент двигателя, обеспечивая плавный пуск и останов, что значительно снижает пусковые удары и колебания при остановке, защищая всю механическую конструкцию.

Точное управление скоростью и позиционирование

Традиционная проблема: Малое количество ступеней скорости, неравномерное регулирование скорости. Точное позиционирование (например, при сборке или работе с прецизионными устройствами) сложно и полностью зависит от навыков оператора.

Решение с использованием частотно-регулируемого привода (ЧРП): Преобразователь частоты обеспечивает многоскоростное управление и бесступенчатое регулирование скорости. Операторы могут выбирать точные низкие скорости (например, «толчковую» или «ползучую») для различных условий работы, что обеспечивает простое и точное позиционирование крюка, повышая качество и эффективность работы.

Надежная функция «Anti-Droop» или «Предотвращение падения груза»

При запуске: инвертор сначала создает достаточный пусковой момент (выдает крутящий момент, соответствующий весу груза), затем подает команду на отпускание тормоза, обеспечивая начало подъема без падения груза.

При остановке: инвертор сначала выдает сигнал нулевой скорости (двигатель поддерживает нулевую скорость с достаточным крутящим моментом, надежно удерживая груз), затем подает команду на закрытие тормоза. Инвертор прекращает подачу сигнала только после полного замыкания тормоза.

Эта точная логика отпускания и замыкания тормоза, управляемая встроенным ПЛК инвертора или внешним контроллером, полностью предотвращает падение груза.

Это основа безопасности подъема!

Традиционная проблема: Если при подвешенном грузе крутящий момент двигателя не устанавливается или не снимается мгновенно в момент отпускания или замыкания электромагнитного тормоза (удерживающего тормоза), груз может упасть на небольшое расстояние под действием силы тяжести — опасное явление, известное как «падение груза» или «ползучесть».

Решение с использованием частотно-регулируемого привода:

Высокий пусковой момент и высокая перегрузочная способность

Подъемному оборудованию часто требуется запуск с полной нагрузкой. Специализированные подъемные инверторы обычно обеспечивают непрерывный крутящий момент 150% от номинального и мгновенную перегрузочную способность более 200%, обеспечивая плавный пуск даже при подъеме максимально номинальной нагрузки.

Значительная экономия энергии

В подъемных механизмах процесс опускания является рекуперативным процессом. Потенциальная энергия нагрузки приводит в действие двигатель, превращая его в генератор.

Традиционно эта энергия терялась в виде тепла, рассеиваемого тормозными резисторами.

Решение с частотно-регулируемым приводом: Используя общую шину постоянного тока или технологию рекуперативного блока, рекуперативная электрическая энергия может быть возвращена в электросеть для использования другим оборудованием, что обеспечивает значительную экономию энергии (до 20–30%).

Комплексные функции безопасности

Преобразователи частоты обладают расширенными встроенными функциями защиты, такими как защита от перегрузки по току, перенапряжения, пониженного напряжения, перегрузки, потери фазы и короткого замыкания. Они способны обнаруживать неисправности и оперативно останавливать работу, защищая двигатель и оборудование от повреждений.

Подробнее. Описание ключевых технологий применения
Технология векторного управления

Современные преобразователи частоты для подъемных механизмов обычно используют векторное управление или более совершенную систему прямого управления крутящим моментом (DTC). Эта технология обеспечивает независимое раздельное управление крутящим моментом и магнитным потоком двигателя. Это критически важно для обеспечения полного крутящего момента даже при нулевой или низкой скорости, что важно для предотвращения падения нагрузки при пуске и достижения точного позиционирования на низкой скорости.

Тормозные блоки и тормозные резисторы

В процессе опускания, даже если энергия не возвращается в сеть, инвертор рассеивает рекуперативную энергию через внешний тормозной блок и тормозной резистор. Это предотвращает отключение инвертора из-за перенапряжения на шине постоянного тока, обеспечивая безопасную и надежную работу системы.

Системы с общей шиной постоянного тока

В крупногабаритном подъемном оборудовании (например, портовых контейнерных кранах) с несколькими механизмами (подъемник, кран с большим ходом, кран с поперечным ходом) может использоваться общая система с общей шиной постоянного тока. Рекуперативная энергия от одного механизма может напрямую использоваться другими механизмами, работающими в режиме движения, что обеспечивает максимальную энергоэффективность.

Механизмы применения
Инверторы используются не только в подъемных механизмах (наиболее ответственное применение), но также широко используются в:

Механизме дальнего хода (портальном): обеспечивает плавный пуск и остановку, предотвращая раскачивание корпуса и «заедание рельс».

Механизме поперечного хода (тележном): обеспечивает точное позиционирование и плавное перемещение.

Резюме
Применение преобразователей частоты в подъёмном оборудовании превратилось из «опциональной функции» в «стандартную конфигурацию». Они обеспечивают не только повышение производительности, но и качественный скачок в безопасности, надёжности и эффективности. Их основные преимущества заключаются в следующем:

Безопасность: Предотвращение несчастных случаев благодаря технологии предотвращения падения нагрузки и комплексной защите.

Точность: Обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости и точное позиционирование для выполнения сложных задач.

Надёжность: Плавный пуск/остановка снижает механический износ и продлевает срок службы оборудования.

Эффективность и энергосбережение: Технология рекуперации энергии снижает эксплуатационные расходы.

Поэтому, будь то новые проекты или модернизация старого оборудования, установка преобразователя частоты — один из лучших вариантов повышения общей производительности подъёмного оборудования.