伴隨電力拖動技術的不斷發展, 作為交流電動機變頻調速的高新技術產品­­­­­­-------變頻器,得到了越來越廣泛的應用. 目前我港所使用的岸邊起重機械的驅動系統也大都采用了變頻器控制.結合技術的應用, 使整個電氣控制系統的結構大為簡化，降低了系統的故障率，提高了岸邊起重機械的可靠性和可維護性。而隨著變頻器技術性能指標的不斷提高和相關配套軟件功能的日益豐富和完善，可以在不影響硬件系統設備更改的情況下，進一步改善起重機械的整體性能。與傳統常規控制相比,變頻控制系統有著不可比擬的優點.以下我就針對變頻器在門機起升機構中的應用并結合我港門機的具體情況來進行較為詳細的說明. 首先簡單介紹一下變頻調速的基本原理,我們知道,交流電動機的同步轉速表達式為: 其中 f ——定子頻率 S ——異步電動機轉差率 p ——磁極對數 可見，轉速n與頻率f成正比,改變電動機定子供電電源頻率f，即可改變其同步轉速n，實現其調速的目的。 起重機變頻調速時的負載特性主要有兩種即: 恒轉矩負載和恒功率負載. 所謂恒功率負載，即所要求的轉矩與轉速成正比。塔式起重機等一類建筑用起重機。由于其起升高度很高，其起升機構通常在額定轉速以下采用和恒轉矩控制方式，而在額定轉速以上采用恒功率控制方式,這種負載在此就不再進一步加以說明. 所謂恒轉矩負載就是負載轉矩與轉速無關，任何轉速下轉矩總保持恒定或基本恒定.目前我港現有的門座式起重機、裝卸橋等其大小車運行機構，旋轉機構，主要表現為摩擦類負載，而其起升機構，變幅機構則主要表現為位能性負載，這些皆為恒轉矩負載，通常采用恒轉矩控制方式。在恒轉矩模式下，功率與轉矩、轉速兩者之積成正比，所以生產機械所需的功率與轉速成正比。電動機的功率應與比較高轉速下的負載功率相適應。變頻器拖動恒轉矩性質的負載時，低速下的轉矩要足夠大，并且有足夠的轉矩過載能力。對于U/f控制方式的變頻器而言，應有低速下的轉矩提升功能。如果需要在低速下較長時間的運行，應該考慮由于負載轉矩不變，電動機定子電流亦基本不變，這樣就導致電動機在低頻狀態工作時的發熱問題。為了避免引起電動機的溫升過高，我們通常是選用帶有恒速風扇的專用變頻電機. 在眾多調速方式中,轉子串電阻也是應用極為廣泛的一種調速方式. 我港早期門機的起升機構均采用轉子串電阻的調速方式.這種調速方式是在轉子中串入電阻,從而將轉差功率通過制動電阻變成熱能消耗掉,進而達到調速的目的.這種調速方式需要用時間繼電器和接觸器進行控制,在起升過程中通過延時切除制動電阻來降低電機啟動電流并同時達到調速的目的.由于門機起升機構負載啟動電流很大,因此對接觸器要求較高,必須能夠有一定的過載能力.同時由于其他相關元器件的使用,增加了門機的故障率.而且由于分級調速沒有連續性對門機本身的穩定性也有一定的影響,大量的電能被電阻轉化為熱能而消耗掉,也造成了一定能源浪費. 新進的25T門機起升機構則是采用了變頻調速,與轉子串電阻的調速方式相比,變頻調速具有許多不可比擬的優點, 首先在電機啟動階段由于采用變頻器控制，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在一定范圍之內。而用工頻(50Hz)電源直接起動時，起動電流為額定電流的6~7倍，因此，將產生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以進行較為平滑地起動。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉矩為70%~120%額定轉矩；對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動。此外25T門機在使用變頻器控制的同時在電機上安裝了編碼器,從而構成了一個閉環控制系統, 所謂閉環控制是將實際轉速反饋給控制裝置進行控制.從而提高了門機運行的精確度,也為抓斗自動開閉的實現創造了硬件基礎.因為結合PLC的高速計數模塊,我們可以很容易的計算出鋼絲繩所轉過的長度.進而通過程序控制,實現抓斗的自動開閉,提高了門機的作業效率. 當門機起升機構處于制動狀態時,變頻器向異步電動機的定子通直流電，異步電動機便處于能耗制動狀態。這種情況下變頻器的輸出頻率為零，而定子磁場不再旋轉，轉動著的轉子切割這個靜止磁場而產生制動轉矩。旋轉系統產生的動能轉換成電能消耗于 轉子回路中。由于門機起升機構的制動功率較大，必須配置外部制動單元和制動電阻,當變頻器直流回路電壓升至允許的比較高電壓時（600V），制動單元被激活,能量通過制動電阻消耗。 雖然變頻器控制具有許多優點,但如果沒有正確使用,也會出現一些意想不到的結果. 新進25T門機在抓斗取貨完全閉合后,由于開閉繩與支持繩受力并不一樣,這時雙機同時起升,便出現了鋼絲繩無法快速找齊的現象.嚴重影響了門機的作業效率,而采用轉子串電阻控制的門機在這種情況下鋼絲繩卻很容易找齊.經過觀察發現由于采用了變頻器與編碼器結合的閉環控制,抓斗在取貨的過程中支持繩并不是簡單的