起重機械節能應用技術的探討（3）

電動機驅動技術的發展與起重機勢能的利用
毋庸置疑，起重機械的用途決定了它在工作期間存在著大量的勢能和電能的相互轉換過程。直至20世紀90年nian代dai中zhong期qi，國guo內nei起qi重zhong機ji驅qu動dong技ji術shu仍reng主zhu要yao是shi有you級ji調tiao速su技ji術shu。該gai技ji術shu采cai用yong滑hua環huan式shi交jiao流liu電dian動dong機ji，通tong過guo改gai變bian串chuan接jie在zai電dian動dong機ji轉zhuan子zi回hui路lu中zhong的de外wai接jie電dian阻zu
，以yi改gai變bian電dian動dong機ji的de力li矩ju特te性xing
，從cong而er達da到dao電dian動dong機ji啟qi動dong和he調tiao速su的de目mu的de，這zhe種zhong技ji術shu的de性xing能neng較jiao差cha。當dang時shi的de無wu級ji調tiao速su技ji術shu主zhu要yao使shi用yong直zhi流liu電dian動dong機ji
，通tong過guo可ke控kong矽gui調tiao整zheng電dian動dong機ji電dian樞shu的de電dian壓ya實shi現xian無wu級ji調tiao速su。後hou來lai又you出chu現xian了le交jiao流liu滑hua環huan電dian動dong機ji的de無wu級ji調tiao速su技ji術shu，它ta是shi一yi種zhong將jiang電dian動dong機ji電dian樞shu調tiao壓ya和he改gai變bian電dian動dong機ji力li矩ju特te性xing相xiang結jie合的方法。不管是直流電動機還是交流電動機調速裝置，均可以四象限運行，電流可雙向流動，即從電源到電動機
，從電動機到電源
，因而
，勢能和電能的相互轉換利用不存在問題。但這時的問題主要是功率因數低，電磁諧波較大。由於存在大量的無功電流和諧波電流，在供電裝置側的額外損耗較為嚴重。
20世紀90年代後期，交流變頻器技術的發展日趨成熟。交流變頻調速的對象是鼠籠式異步電動機，其成本低、維護便利
、調(tiao)速(su)性(xing)能(neng)優(you)越(yue)。同(tong)時(shi)
，變(bian)頻(pin)器(qi)自(zi)身(shen)可(ke)提(ti)供(gong)無(wu)功(gong)電(dian)流(liu)，具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，對(dui)電(dian)網(wang)的(de)衝(chong)擊(ji)很(hen)小(xiao)，所(suo)以(yi)大(da)量(liang)的(de)起(qi)重(zhong)機(ji)械(xie)采(cai)用(yong)了(le)交(jiao)流(liu)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)。
使用交流變頻調速技術限製了勢能到電能的轉換利用。這是由當時變頻技術自身的特點所決定的：變頻器采用二極管整流，整流源輸出的直流電經電容濾波後再經過三相IGBT橋qiao路lu逆ni變bian為wei三san相xiang頻pin率lv可ke變bian的de交jiao流liu電dian供gong往wang電dian動dong機ji
，當dang電dian動dong機ji工gong作zuo在zai發fa電dian狀zhuang態tai時shi，由you勢shi能neng轉zhuan換huan成cheng的de電dian能neng隻zhi能neng回hui饋kui到dao直zhi流liu側ce的de電dian容rong，而er不bu能neng通tong過guo二er極ji管guan整zheng流liu電dian路lu回hui饋kui到dao電dian網wang，因yin此ci，剩sheng餘yu的de電dian能neng隻zhi能neng通tong過guo直zhi流liu側ce的de直zhi流liu斬zhan波bo器qi流liu向xiang外wai接jie電dian阻zu

，轉zhuan變bian成cheng熱re能neng而er消xiao耗hao掉diao
，以yi免mian電dian容rong充chong電dian過guo多duo，造zao成cheng電dian壓ya過guo高gao而er損sun壞huai設she備bei。進jin入ru21shijiyihou，guowaidexuduodianqigongsizaizhiliudianzaicinibianhuikuidaodianwangdejishufangmianyoulejinyibufazhan，bingkaishizaiguoneiyingyong。danshizaiwoguojinxingzhexiejishutuiguangdeguowaigongsidoushiyuanlaizaizhongguojinxingbianpinqichanpintuiguangdegongsi，tamenjiangdiannenghuikuizhuangzhijichengzaiziyigongsishengchandebianpinqizhengliuyuanneibu，ji：將直流整流和直流回饋電網的2個功能集成在一起，用同一套IGBT裝置完成電流的雙向流動。這種產品技術先進
、性能優良，但其較高的售價限製了該產品和技術的推廣應用。
jingguoshijinianjiaoliubianpinjishudetuiguang，guoneiyiyouzhongduodeqizhongjicaiyongbianpinqudongjishu

，congershidaliangdeshinengbeizhuanhuanweirenengerlangfeidiao。ruguonengjiangzhexieshinengbianchengdiannengbinghuishoujingongdiandianwang
，duiguojiajingjidegongxianshibukeguliangde。jubaoshougusuan，zhiliangwei430t的重物每下降11TI，即可向電網回饋電能1kW·h。若以上海港集裝箱碼頭的貨櫃處理量估算，1台集裝箱場地起重機1年的勢能回收發電量可達6萬kW·h以上

；若以1台應用於火力發電廠的生產能力為1000Wh的抓鬥卸船機為例
，僅考慮空抓鬥下降的勢能
，按照每年工作2200h計算，每年可向電網提供的電能也在6萬kW·h以上。
顯xian而er易yi見jian，起qi重zhong機ji工gong作zuo過guo程cheng中zhong的de勢shi能neng是shi一yi種zhong對dui環huan境jing無wu任ren何he汙wu染ran的de綠lv色se能neng源yuan，回hui收shou由you勢shi能neng轉zhuan換huan的de電dian能neng對dui未wei來lai社she會hui經jing濟ji的de發fa展zhan有you重zhong要yao意yi義yi。但dan如ru前qian所suo述shu，目mu前qian國guo外wai公gong司si提ti供gong的deIGBT能(neng)量(liang)回(hui)饋(kui)變(bian)頻(pin)係(xi)統(tong)價(jia)格(ge)不(bu)菲(fei)，在(zai)很(hen)多(duo)工(gong)程(cheng)項(xiang)目(mu)中(zhong)
，最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)均(jun)會(hui)考(kao)慮(lv)一(yi)次(ci)性(xing)投(tou)資(zi)過(guo)大(da)問(wen)題(ti)。因(yin)此(ci)
，大(da)力(li)推(tui)廣(guang)起(qi)重(zhong)機(ji)節(jie)能(neng)技(ji)術(shu)，除(chu)了(le)技(ji)術(shu)本(ben)身(shen)的(de)障(zhang)之(zhi)外(wai)，還(hai)必(bi)須(xu)克(ke)服(fu)過(guo)高(gao)的(de)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)問(wen)題(ti).