浅谈起重机械节能应用技术

孟照轩

摘要：起重机是我们日常活动中司空见惯的设备，物料搬运、平移运输机电设备和为重工业企业安装设备等，就是平时人力搬运不了的东西人们都是想到它。但是，我们知道起重机的机电设备不可能自己就活动的，它必须依靠能源来驱动。所以，如何在使用起重设备的时候，落实国家把节约放在首位的能源发展战略。

关键词：起重机；节能；技术

中图分类号：TH2文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）03-0-01

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。对高耗能的设备进行改造，按照国务院的规定实行节能审查和监管。这样，起重设备的节能改造的工作，就提到我们的日常工作中来了，而且必须进行。

首先，我们要对高耗能起重机械实行能效测试，加强对起重机械使用环节的节能监管工作。起重机是主力机电设备，它具有投资成本小、机动灵活性高、可转场作业环境、便于分批分期采购等优点，一直受到广大企事业的欢迎。但是，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，这与日益严格的环保要求有一定距离。在经济飞速发展的今天，我们应该对传统的起重机械进行重新认识，以往的节能降耗技术主要是采取提高能源利用效率和把挂在下方重物或物料利用运行机构制动时产生的再生回馈能量储存起来加以利用的技术措施，通过提高整机能源利用率来实现节能降耗的。同时，在进行工作的时候，把再生反馈能量采用成熟的能量回馈技术，整合回收，达到提高能源利用率的目的。由于起重机在工作过程中有大量的势能和电能的相互转换过程，因此，回收利用从势能转换的电能，并通过起重机的供电装置向公共供电网络回送，这样就可以起到可持续利用的目的。

其次，传统的起动机械驱动方法一般采用直接启动电动机或改变电动机极对数进行调速或涡流制动器进行调速再有改变可控硅串级进行直流调速。这几种方法都是在不改变能源利用量的情况下的有极调速，调速范围极小，无法高速运行，只能在额定速度下进行调速，且低速环境下就位性能极差，长期低速运行会引起电阴器、涡流制动器严重发热，启动电流过大，对电网冲击也大，常在额定速度下进行起重机械制动，对起重机械的机构冲击非常大，制动闸瓦磨损严重，同时能源的消耗有增无减。所以我们需要采取变频调速技术对起重机进行改造，因为这样对电动机要求不高，采用普通异步电动机即可。电机制造工艺简单，使用维护方便，无论是在起重机老产品还是新产品设计生产，变频调速器都是优选方案。

第三，我们要提倡生产高性能变频调速装置，这样的设备对电网适应性强，启动转矩和低速转矩高，速度响应快，速度控制范围宽，可进行直接转矩控制，其完善的保护功能如过流、接地、输入输出断相错相、过热等保护，加减速度可选，加减速时间可调，提供多种制动方式以及控制系统监控功能。尤其是矢量控制技术及直接转矩接入控制技术的应用，使交流电动机具有比直流电动机更好的动态特性，变频调速装置的先进性适用于起重机的恶劣工况，对改善起动机的调速性能、提高工作效率和功率因数、减少起制动冲击以及增加起重机使用的安全可靠性是非常有益的。适合于交流变频的起重机械应用的节能技术，不论是通过裸滑触线还是安全滑线或电缆卷筒供电均适用于该项节能技术。它是从交流变频器的直流母线上将势能转换的电能通过一个直流一交流变流器回馈到供电网络。这种技术通用性强，适合所有型的变频器，并且工程施工简单，成本较低。

第四，我們纵观全国各地在起重机的节能改造工作上有很多成熟的经验，比如在铁路、港口等地方运行的集装箱吊车、抓斗吊等都进行了改造。主起升机构电机为绕线式电动机的，可以通过可控硅调节电机定子交流电压和改变电机转子电阻相结合的方式进行调速控制，其他系统均采用继电接触器控制。对于接触器动作频繁故障率高，且备件消耗量大的问题，他们就用独立电能回馈装置的交流变频系统的应用节能技术进行改造，它可适用于现有的各类变频器产品，该技术性能稳定，完全达到国外供应商产品的性能。独立的电能回馈装置带来的益处很多，电气系统的部件更加标准化、体积小、功耗小、电磁波少、方案灵活。转子用电阻器长期处于发热状态故障多，电阻器发热消耗大量能源，粗略测算年耗电十几万度。受当时控制水平所限，定子调压系统采用模拟控制方式。

第五，地起重机工作过程中的势能是一种对环境无任何污染的绿色能源，回收由势能转换的电能对未来社会经济的发展有重要意义。这就好比我们在使用能源的同时也在创造能源，这就是可持续发展。由于分离元件寿命短、离散性高，影响调节系统的稳定性，因而需经常调整控制系统参数，模拟系统参数调整较麻烦，时间长，常常影响设备正常使用，整个控制系统耗能大，不利环保节能。将定子调压调速系统改为带电能反馈的节能型变频调速系统，取消转子电阻，取消接触器控制，采用直流母线方式、传动系统整流回馈装置和逆变器进行控制，关键元器件引进、自主技术集成的改造路线，以降低成本。实践证明，以上的几个方面对于起重机的节能改造是有益的。

由于交流变频技术对于起重机的节能起到革命性的作用，所以国内已有众多的起重机制造企业采用变频驱动技术。但是，这么改进是要提高成本的，因此有很多的用户害怕一次性投资过大，往往不使用。因此，我们应该在推广这个新技术的同时要求企业通过技术革新，降低成本，另一个方面大力宣传起重机节能技术的重要性，实际使用的安全性，这样我们才可以让这个新技术真正成为起重设备节能的必然。能够按实际需要配置所需的回馈容的节能量，以改变转差为手段的起重机调速系统作变频回馈改造节能十分显注、花钱不多、意义重大。不受制于任何一家变频器供应商的售价牵制，可为国内用户提供最大的利益和实惠。

沉舟测畔千帆过，只要我们把起重机的节能改造的意义宣传好，把节能技术不断完善，让用户尝到改造的甜头，我相信，起重机的节能工作一定会成效显著。