【关键词】起重机；电机驱动系统；电子变频器；性能优化；调试策略

一、电子变频器性能分析

（一）电子变频器基本原理

电子变频调速系统是起重机电动机调速系统的核心部件，它能根据起重机不同工作状态的要求，对电动机的速度、转矩进行调节。起重机电动机调速系统能根据吊车的负载情况，准确地调整电动机的转速，使其运动更顺畅，效率更高。其中包含的变频调速装置是一种能把固定频率的电源输入变换成频率可调、电压可调的功率调节装置。另外，逆变器则是将直流电源转换成频率可调、电压可调的交流电源的装置，为电动机提供电力。该逆变器由IGBT、MOSFET等高频开关器件及控制电路构成，可精确控制电流、电压，进而调节电机运行状态。

变频调速系统在起重机械传动系统中有很多优点。首先，它具有大范围的调速功能，在低转速和高转速之间的切换不需要改变马达的机械结构，只需要调节变频器的输出频率就可以了。其次，变频调速系统可通过控制电压、电流波形使电动机平稳启停，降低起停冲击对起重机及其他设备造成的损害。另外，变频调速系统具有调节效率高，可靠性高，维修方便等优点，对提高行车效率、可靠性，减少能耗及维修费用具有重要意义。当前，变频器在各种起重机的电动机传动系统中得到了广泛应用，如桥式起重机，塔式起重机等[1]。采用变频调速，可使吊车平稳启动，精确定位，调速及负载控制。同时，本系统还具有过载保护、过热保护、低电压保护等多种保护功能，确保了起重机的安全运行。

（二）性能参数评价指标

起重能力是衡量电子变频器性能的一个重要指标。它是指起重机吊运重物时所能承受的最大載重量。电子变频器可提供充足的功率及转矩，可使起重机能快速、稳定地升降重物。在实际应用中，由于起重机种类及作业环境的不同，对起重能力的要求也各不相同，一般采用吨位计量。

调速范围是衡量电子变频器性能的另一重要指标。它代表了起重机电动机工作时所能达到的调速范围。电子变频器调速范围大，能够使吊车由低速向高速平稳过渡，适应各种工作条件。起重机在吊装、卸载、吊装过程中，需要对不同转速进行控制，因此，拓宽调速范围对其运行与控制具有重要意义。例如，当吊车电动机传动系统转速调节范围是0～10米/秒时，慢速精确定位可执行1米/秒，高速运动可执行10米/秒。更宽的调速范围意味着起重机可以更灵活地适应不同的作业要求和工作环境。

准确定位能力是衡量电子变频器性能的一个重要指标。当起重机需要将重物精确定位至指定位置时，其准确的定位能力显得尤为重要。为了使起重机能准确地调整位置，确保起重设备的安全高效，电子变频器必须能提供高精度的频响和扭矩控制。假设吊车马达传动系统能精确定位±1毫米，也就是说，该系统能使吊车在1毫米范围内精确控制位置。

这对于一些要求精密定位的作业（如组装、精密搬运等）具有重要意义[2]。起止时间是衡量电子变频器性能的又一个重要指标。它代表了电子变频器启动或停止运行所需要的时间。起重机在实际生产过程中，起停操作频繁，快速启停对提高起重机的工作效率和响应能力具有重要意义。

二、电子变频器性能优化策略

（一）控制算法优化

优化电子变频器控制算法是其性能优化的重要途径，直接关系到其运行效果。起重机电机传动系统转矩控制算法是实现负载平稳精确控制的关键。采用最优转矩控制算法，可有效地提高启动、加、减速过程的稳定性与精度。比如，利用先进的矢量控制技术，结合反馈信息，实时调节转矩输出，使不必要的振动和振动降到最低。为了满足不同工况对速度的要求，起重机电动机驱动系统必须能达到精确的转速控制。通过对速度控制算法的优化，提高了起重机在高、低、变工况下的响应速度及控制精度。