Одним из основных направлений в повышении эффективности эксплуатации кранов является снижение энергопотребления. Другое направление – это повышение надежности механизмов крана. Оба направления позволяют более эффективно использовать грузоподъемное оборудование.
Частотное управление с использованием частотно-регулируемого привода позволяет эффективно решать данные задачи.
В настоящее время в качестве приводящего элемента в большинстве технических задач используется асинхронный двигатель переменного тока. Регулируемый асинхронный электропривод или частотно-регулируемый привод состоит из асинхронных электродвигателей и инвертора (преобразователя частоты), который выполняет роль регулятора скорости вращения асинхронного электродвигателя.
Инвертор преобразует входное питающее напряжение в выходное импульсное напряжение посредством широтно-импульсной модуляции, которая формирует в обмотках двигателя синусоидальный ток частотой от 0 до 400 Гц. Изменяя частоту и амплитуду выходного напряжения по заданным алгоритмам, можно обеспечить плавное регулирование скорости вращения ротора.

Достоинства частотно-регулируемого электропривода по сравнению с другими схемами управления электродвигателями:

• надежность, простота и относительная дешевизна;
• большой диапазон регулирования скорости;
• высокий коэффициент использования мощности электродвигателей (КПД близкий к единице);
• отсутствие необходимости применения фильтро-компенсационной установки;
• более высокая электрическая надежность;
• допуск больших падений напряжения в питающей сети.

Недостатки классической схемы управления электроприводами с помощью контроллеров:

• большие потери электроэнергии, обусловленные низким КПД;
• ударное изменение момента двигателей, и как следствие, динамические перегрузки узлов крана, обусловленные ступенчатым выведением сопротивлений из цепи ротора электродвигателей;
• выход из строя электродвигателей из-за перекосов в роторных цепях, вызванных потерей контактов в цепях сопротивлений или контакторах ускорений.

Разгон и торможение электроприводов с использованием частотного преобразователя обеспечивает плавное нарастание моментов и усилий во всех узлах и механизмах крана. Так как управляемое торможение выполняет сам электропривод, существенно уменьшается раскачивание груза после остановки.

Применение инвертора решает огромное количество специальных задач – плавный пуск и остановка двигателя, поддержание постоянной скорости, защиту от перегрузок, реверс и т.д. Используя аналоговые и цифровые входные сигналы, и задав рабочую программу, можно обеспечить разнообразные режимы системы – автоматический запуск и остановку, изменение скорости в зависимости от времени или внешних условий.

Но главное – использование инвертора, и как следствие, оптимизация режимов работы двигателя, позволяет:

• экономить электроэнергию от 30% до 80% и продлевать ресурс электродвигателей.

Установка частотного привода практически во всех случаях окупается менее чем за 1 год!

• продлевать ресурс металлоконструкций на 25–50% вследствие плавности хода, отсутствия ударных воздействий, уменьшения динамических нагрузок на механику.