Модернизация кранов за счет перевода привода на частотное регулирование
Модернизация крана на частотный привод – это про экономию или производительность? Это совершенствование грузоподъемного механизма, которое позволяет увеличить оба эти показателя.
Работа крана на обычной релейно-контакторной схеме применима в случаях, когда нижеперечисленные факторы не влияют на показатели производства:
• рывки при включении механизма передвижения крана;
• отсутствие возможности контроля над точностью позиционирования груза;
• перегрузки двигателей при старте и остановке;
• включение реверса механизмов только после полной его остановки;
• отсутствие возможности изменения скорости механизма передвижения крана.
А вот в случаях, когда нужно обеспечить плавность старта, разгона, остановки механизмов, обеспечить отсутствие «контртоков» как раз и внедряют частотные преобразователи на кранах.
Применение частотно-регулируемого привода (ЧРП) в составе мостового, козлового портального, или других типов электрических кранов обеспечивает такие неоспоримые преимущества по сравнению с релейно-контакторной схемой управления электроприводами крана:
- АБСОЛЮТНЫЙ КОНТРОЛЬ НАД ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ГРУЗА И КРАНА.
Как правило, морально устаревшие релейно-контакторные системы управления электроприводами крана обеспечивают диапазон регулирования скорости не более 1:3. Скорость движения на каждом положении командоконтроллера неустойчивая и зависит от момента сопротивления на валу электродвигателя. Работа в таких условиях требует от крановщика значительного опыта и сноровки, особенно при необходимости быстрого и точного позиционирования груза. Ведь на механизмах передвижения выбег обеспечивается преимущественно барабанным тормозом и зависит от инерции механизма, поэтому не всегда может быть предсказуем. 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 (отсутствие неконтролируемого выбега). При использовании ЧРП становится возможным применение методов, обеспечивающих устранение раскачки груза при ускорении или замедлении механизмов передвижения. Это также избавляет крановщика от необходимости самостоятельно бороться с явлением раскачки.
- ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ.
Как правило, в составе релейно-контакторных систем управления приводами присутствуют пускорегулирующие резисторы. Их задача – формирование искусственных механических характеристик электродвигателя в динамических режимах работы (ускорение / замедление). При работе электропривода на резисторах выделяется значительное количество тепла, что делает работу привода абсолютно неэффективной с точки зрения энергопотребления. Внедрение ЧРП позволяет значительно сократить такого вида потери, так как разгон и устоявшаяся работа двигателя происходит без участия резисторов, т.е. с максимально возможным к.п.д. Однако при работе ЧРП в режиме торможения выделяется кинетическая энергия движущегося механизма. Чаще всего она рассеивается в виде тепла на тормозном резисторе преобразователя частоты.
При дальнейшем повышении уровня энергоэффективности возможно избавиться и от таких потерь. Для этого необходимо применить преобразователь частоты с модулем рекуперации электроэнергии в сеть. В таком случае вся кинетическая энергия торможения механизма преобразуется в электрическую энергию и возвращается в питающую сеть. Однако, наличие модуля рекуперации значительно влияет на стоимость преобразователя частоты, поэтому выбор такого типа инвертора должен быть подтвержден соответствующими расчетами.
Существует еще один бюджетный способ повышения энергоэффективности ЧРП, имеющий место в некоторых применениях. Он заключается в объединении в общую шину цепей промежуточного звена постоянного тока преобразователей частоты, входящих в состав ЧРП крана. В этом случае энергия, выделяемая при торможении одних механизмов, используется для питания приводов других механизмов, работающих в режиме разгона или установившейся скорости.
- СНИЖЕНИЕ ЗАТРАТ НА ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ
Данный факт является одним из основных преимуществ внедрения ЧРП.
Электроприводам, построенным на релейно-контакторной системе управления присущи такие явления, как броски тока и момента при старте двигателей или переключении скорости командоконтроллером. Естественно, это пагубно влияет на электросеть, коммутационную аппаратуру и механочасть привода. Происходит подгорание контактов, износ зубчатых шестерён редукторов и т. п., что требует обязательного проведения периодических ремонтов, а это в свою очередь влечет финансовые и временные потери. Влияние этих факторов сводится к минимуму при переводе крана на ЧРП. Преобразователь частоты обеспечивает плавное изменение выходных величин при подаче команд на изменение скорости, поэтому потребляемый и выходной ток преобразователя частоты, а также развиваемый двигателем момент как правило не выходят за свои номинальные значения. Этим обеспечивается отсутствие бросков тока и ударов при динамических режимах работы привода. 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.
Перевести кран на частотный привод возможно вне зависимости от его типа: как мостовой, козловой так и портальный. На срок выполнения работ и стоимость влияют такие факторы как: количество механизмов, которые требуют внедрения ПЧ;
- мощность двигателей,
- режим работы;
- выбор производителя и модели частотного преобразователя.
