异步电动机的变频控制技术在起重机领域的应用与研究_开题报告

（一）国内研究现状

相对于工业化国家来说，我国变频器行业起步比较晚，到20世纪80年代初，国内企业才开始认识到变频器的作用，并开始尝试使用，国外的变频器产品正式开始涌进中国的市场，最先进入中国变频器市场的是日本厂家。从上世纪80年代中期开始，国内开始在电梯和起重机的大小车运行机构采用变频控制技术。当时采用最多的变频器是变压变频，即VVVF交直交变频器。

在变频器中，大功率半导体开关器件按脉冲宽度调制，即PWM控制方式工作，向变频器提供各种频率和电压的三相交流电源，控制功率可达几千千瓦。如今变频器的控制方式已经由模拟式发展到了数字式，由专用数字信号处理器完成各种控制、检测和通讯工作。

良好的人机界面使用户可以方便的调整各种参数来满足生产的要求，在变频器的显示面板上能清楚的看到各种工作参数，并及时了解设备状态。也可以采用变频器的调试软件，用电脑进行参数设置，数据采集，曲线跟踪等。

自上世纪90年代以来，国内港机开始采用PLC作为起重机的控制核心，使得起重机的自动化程度有了质的飞跃。通过PLC能更方便的控制变频器，同时把变频器的某些重要参数通过模拟信号采集到PLC中，然后通过PLC的远程通信能力传至工厂的管理系统，这为技术人员和管理人员时时了解起重机的运行状况提供了强大的技术支持。

（二）国外研究现状

变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心——变频器，其性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常关键的。诸如矢量控制技术、DTC直接转矩控制、整流回馈技术，以及矩阵式变频技术等。国外变频器由于起步较早，电力电子技术基础较强，导致一度比国内的变频器具有较大的优势，在起重领域的优势主要在体现以下部分

在起重机领域，当下放重物或减速过程中，变频器的逆变侧将产生励磁电流，负载在重力的作用下会导致电机处于发电状态，系统消耗的重力势能最终会转换成电能，导致变频器内部的直流中间电压持续升高。随着四象限变频器的全面进入，该能量将通过由IGBT组成的整流桥回馈至电网。

当多台电机同时拖动同一刚性负载时，由于电机滑差将导致速度稍快的电机始终出大力，速度稍慢的电机始终出小力，甚至处于发电状态。此时可以通过变频器的主从控制功能来达到力矩平衡的目的。

随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络等高新技术的发展，国外变频器在远程控制的实现，网络控制，智能控制，绿色节能型等方面都取得了较快发展。

二、^范文提纲

1 起重常用电动机介绍

1.1 轻小型起重设备用电动机介绍

1.1.2 实心转子制动电动机

1.1.3 锥形转子电动机

1.1.4 盘式制动电动机

1.2 起重及冶金用电动机介绍

1.2.1 YZ，YZR等基本系列电动机

1.2.2 YZP系列起重及冶金用变频电动机

2 起重机的变频控制技术

2.1 起重机械的负载特点

2.1.1 起升机构的负载特点

2.1.2 大小车运行机构的负载特点

2.2 变频器容量的选择与计算

2.2.1 起升机构的变频器容量计算

2.2.2 大小车运行机构的变频器容量计算

2.3 变频器的种类

2.3.1 交直交型变频器

2.3.2 交交变频器

2.3.3 电压源与电流源型变频器

2.4 变频控制技术

2.4.1 开环与闭环控制技术

2.4.2 V/f控制技术

2.4.3 矢量控制技术

2.4.4 DTC直接转矩控制技术

3 起重机特殊工况下的变频控制技术

3.1 变频器的自学习功能

3.1.1 进行自学习的目的

3.1.2 进行自学习前的注意事项

3.1.3 自学习的模式

3.1.4 自学习的方法

3.2 起升机构直流制动

3.2.1 直流制动技术

3.2.2 直流制动时变频器的设置

3.3 重物下降时的控制技术

3.3.1 制动斩波器和制动电阻

3.3.2 能量回馈系统

3.4 多段速控制技术

3.4.1 起重机轻重载的转换

3.4.2 恒转矩调速和恒功率调速的区别

3.4.3 变频器多段速控制技术的设置

3.5  主从控制技术

3.5.1 刚性连接的负载对变频传动的要求

3.5.2 多台变频器之间的主从控制原理

3.5.3 变频器主从控制技术的参数设置

三、参考文献

[1]傅德源等主编.实用起重机电气技术手册（第2版）北京：机械工业出版社，2011.6。

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[4]贺益康.许大中编著.电机控制（第三版）.杭州：出版社，2010。

[5]翟庆志等主编.电机学.北京：中国电力出版社，2008。

[6]张燕宾主编.变频调速应用实践.北京：机械工业出版社，2002。

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[9]赵仕兵等.船厂D3560K7门座式起重机电气系统的设计.杭州：控制与传动2014.11

[10]厉红娅、赵仕兵等.矢量型变频器在电站桥式起重机上的应用.杭州：变频控制技术2012.7

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[12]赵仕兵等.基于S7-200 SMART以太网通信的桥式起重机.杭州：Smart factory 智慧工厂2018.2