Частотно-регулируемый привод появился в индустрии погрузочно-разгрузочных работ с появлением недорогих высокоскоростных мощных транзисторов в конце 80-х – начале 90-х годов. Снижение его стоимости вызвало рост популярности ЧРП для всех типов крановых систем. Сегодня он все чаще используется для управления каждым моторизованным движением крана.

В чем преимущества использования ЧРП?

Применение частотно-регулируемого привода в составе башенного, козлового, мостового или портального крана обеспечивает следующие неоспоримые преимущества по сравнению с релейно-контакторной схемой:

Возможность адаптации крана к любому типу работ

В высокопроизводительных системах ЧРП присутствует 200-300 программируемых параметров для управления ходом, поворотом, тележкой и крюком.

Как правило, релейно-контакторная схема крана обеспечивают диапазон регулирования скорости не более 1:3. В каждом новом положении командоконтроллера скорость варьируется в зависимости от момента сопротивления на валу. Работа в таких условиях требует от крановщика значительной концентрации и сноровки, поскольку выбег не всегда предсказуем и зависит от инерции механизма.

Использование ЧРП позволяет контролировать скорость рабочих движений вплоть до полной остановки. Этот факт в значительной степени повышает комфортность работы крановщика, продуктивность труда и безопасность проведения работ, исключая возможность неконтролируемого выбега.

Снижение затрат на обслуживание и ремонт

Одно из основных преимуществ перехода на ЧРП.

Релейно-контакторной системе управления присущи резкие скачки тока и момента при старте и переключении скоростей. Естественно, это оказывает негативное влияние на коммутационную аппаратуру и электропривод, способствует подгоранию контактов и износу редукторов. В целом такие явления повышают частоту проведения периодических ремонтов, а это в свою очередь приводит к простоям оборудования и финансовым затратам. Влияние этих факторов с легкостью нивелируется при переходе на ЧРП.

Преобразователь частоты обеспечивает плавное изменение выходных величин при регулировке скорости, поэтому и потребляемый, и выходной ток, а также развиваемый двигателем момент остаются в рамках номинальных значений.

Регулируемое время разгона и торможения

На крановых системах, не оснащенных ЧРП, остановка и пуск двигателей крана происходит значительно резче. Со временем такие рывки вызывают износ следующих компонентов:

Трансмиссии – включая муфты, шпоночные пазы и редукторы

Тележки и колес

Балок и конструктивных опор

Троса или цепи для подъёма груза.

Энергоэффективность

При работе релейно-контакторных схем на пускорегулирующих резисторах выделяется значительное количество тепловой энергии. С точки зрения энергопотребления этот процесс делает работу привода убыточной и неэффективной. Внедрение ЧРП позволяет значительно сократить эти потери и добиться повышения КПД, поскольку разгон и последующая работа двигателя происходят минуя резисторы.

При более детальном рассмотрении работы ЧРП мы видим, что в режиме торможения все же выделяется кинетическая энергия движущегося механизма. Чаще всего она рассеивается в виде тепла на тормозном резисторе преобразователя частоты.

Однако можно избавиться и от этих потерь. Для этого используют преобразователь частоты с модулем рекуперации. В этом случае вся кинетическая энергия торможения механизма преобразуется в электрическую энергию и возвращается в сеть. Однако, наличие модуля рекуперации влияет на стоимость ЧРП, поэтому такой выбор должен быть подтвержден расчетами.

Наконец, существует еще один – третий способ повышения энергоэффективности ЧРП. Он заключается в объединении в общую шину цепей постоянного тока преобразователей частоты крана. После этого энергия, выделяемая при торможении одних механизмов, используется для питания приводов других механизмов, работающих в режиме разгона или установившейся скорости.

Увеличение срока службы оборудования

При использовании частотного привода пуск двигателя осуществляется при токах, ограниченных на уровне номинального значения, что повышает долговечность двигателя, снижает требования к мощности питающей сети и коммутирующей аппаратуре.

Кроме того, поскольку ЧРП контролирует как напряжение, так и частоту, передаваемые на двигатель, исключается риск перегрева. Ограничение крутящего момента также может использоваться в целях предотвращения износа и перегрузки двигателя.

Уменьшенный износ тормозов

Частотно-регулируемый привод значительно минимизирует износ тормозов. На кране без ЧРП при отпускании кнопки каждый раз включаются механические тормоза для замедления его движения. Это изнашивает тормоза, в системах с высокой нагрузкой они нуждаются в замене каждые несколько месяцев.

Когда кнопка хода отпущена на кране с ЧРП, система берет на себя управление процессом замедления и кран останавливается абсолютно контролируемым образом. Тормоза используются в качестве стояночного тормоза для удержания крана на месте. Это значительно увеличивает срок их службы и сокращает время простоя дорогостоящего оборудования.

Также, приятным дополнением является практически отсутствие износа тормозных колодок барабанных тормозов механизмов, так как торможение происходит самим двигателем, а тормоз накладывается на практически неподвижный барабан. Соответственно, отпадает необходимость в частой регулировке тормозов.

Предотвращение раскачивания груза

Поскольку ЧРП позволяет точно настроить время разгона, необходимое для набора желаемой скорости, и время торможения до полной остановки, это не только значительно снижает нагрузку на компоненты крана, но и помогает предотвратить раскачивание.

Контроль над позиционированием

При использовании частотно-регулируемого привода ход, поворот и тележка могут быть запрограммированы в любом соотношении скоростей. Это особенно важно при работе с хрупким грузом, а также при работах, требующих предельной точности.

Ограничение грузоподъемности в целях безопасности

Приводная система может быть запрограммирована на обнаружение условий перегрузки и остановку при превышение уровня нагрузки на крюке, поэтому ЧРП может быть использован в качестве тензодатчика.

Коды неисправностей и диагностика

Доступное программное и аппаратное обеспечение позволяет обслуживающему персоналу самостоятельно программировать, отслеживать и устранять неполадки в системах привода. Один либо несколько связанных кранов с легкостью подвергаются мониторингу параметров.

В случае возникновения проблемы предупреждение может быть отправлено оператору или удаленному специалисту. Диагностика и сброс неисправности также могут быть произведены без непосредственного доступа к крану.

Представленная диагностическая информация весьма обширна и включает: количество приводов, количество циклов, а также предупреждения о текущем или профилактическом обслуживании, основанные на состоянии крана.

Недостатки использования частотно-регулируемого привода

Разницу в ощущениях от управления двигателем на основе контакторной схемы и преобразователем частоты, и как следствие дополнительное время для привыкания к управлению, можно отнести к недостаткам ЧРП.

К счастью, частотно-регулируемые приводы предоставляют пользователю все возможности для удобной работы крана: элементы управления можно настроить в соответствии с предпочтениями оператора.

Выбор преобразователя частоты

Перед выбором ЧРП необходимо определиться со следующими параметрами:

— Номинальный ток — должен быть как минимум не менее номинального, а по возможности превышать его на 1 номинал.

— Тип управления: векторное или скалярное. Преобразователи частоты, поддерживающие векторное управление превышают в цене аналогичные по мощности скалярные. Векторные преобразователи применяются для подъема на кране поскольку могут обеспечить более точное управление моментом электродвигателя. Механизмы передвижения допускают использование скалярного управления.

— Перегрузочная способность, т. е. способность двигателя кратковременно выдерживать нагрузки больше номинальной. Как правило, большинство современных ЧРП допускают перегрузку по току до 150% на протяжении 1 мин.

Кроме трех основных критериев выбора ЧРП существует масса дополнительных, таких как количество дискретных входов, программируемое меню для персонала, степень защиты. При необходимости наши специалисты помогут определиться с выбором ЧРП с учетом потребностей как производства, так и персонала.

В целом, переход на частотный привод включает в себя следующие работы:

– Проведение экспертного осмотра крана.

– Разработка и согласование ТУ на модернизацию крана

– Изготовление модуля ЧРП.

– Монтаж и пусконаладочные работы на кране.

– Внесение записи в паспорт о характере модернизации.

– Проведение внеочередного полного технического осмотра крана (ВПТО).