Сравнение релейно-контакторной и частотной системы управления в грузоподъёмной технике
Современная промышленность предъявляет всё более жёсткие требования к точности, надёжности и энергоэффективности грузоподъёмного оборудования. Любой кран, будь то мостовой, козловой, консольный или тельфер, представляет собой не только сложный механический, но и электротехнический комплекс, работа которого невозможна без надёжной системы управления. Именно система управления определяет, как будет происходить запуск, движение, торможение, позиционирование и безопасность работы оборудования в целом. На практике наиболее распространены две основные системы управления: релейно-контакторная и частотная. Каждая из них имеет свою историю, свои технические особенности, преимущества и ограничения. Их сравнение позволяет сделать осознанный выбор при проектировании и эксплуатации кранового оборудования.
Релейно-контакторная система считается классической и на протяжении многих десятилетий использовалась практически повсеместно. Эта система построена на принципах механического замыкания цепей с использованием контакторов, магнитных пускателей, промежуточных реле и вспомогательной аппаратуры. Её главное преимущество — простота реализации, доступность комплектующих, возможность ремонта в полевых условиях и устоявшаяся нормативная база. Такие системы до сих пор устанавливаются на простые кран-балки, тельферы, мостовые краны общего промышленного исполнения. Они могут обеспечивать как одноступенчатое управление, при котором двигатель работает на полной скорости, так и двух- или многоступенчатое управление, реализуемое через переключение ступеней обмотки или дополнительных резисторов. Однако у релейно-контакторной системы есть существенные недостатки, особенно в условиях высоких требований к комфорту управления и ресурсу оборудования. Прежде всего, это повышенный уровень шума из-за постоянного срабатывания контакторов, ограниченные возможности по точному позиционированию груза, а также механический износ элементов. При запуске двигателя возникают большие пусковые токи, вызывающие ударные нагрузки на муфты, редукторы, тормоза, что снижает срок службы всей механической части крана. Кроме того, управление такими системами не допускает гибкости и адаптации под изменяющиеся условия работы.
На смену классической релейной схеме пришла частотная система управления, в основе которой лежит использование частотного преобразователя — электронного устройства, способного плавно регулировать частоту и амплитуду напряжения, подаваемого на электродвигатель. В результате достигается мягкий старт, регулируемое ускорение и торможение, возможность поддержания заданной скорости и её точного изменения в зависимости от нагрузки. Современные частотные системы позволяют не только управлять двигателем, но и осуществлять полный контроль за его работой, включая температурные режимы, перегрузки, сбои в питании, фазовые перекосы. Внедрение частотных систем на грузоподъёмном оборудовании позволило кардинально улучшить характеристики кранов: исключить рывки при старте и торможении, снизить вероятность механических поломок, уменьшить износ тормозов и редукторов, добиться высокой точности позиционирования грузов, что особенно важно при монтаже крупногабаритных элементов, перемещении дорогостоящих изделий, работе в ограниченном пространстве.
Одним из важнейших факторов в пользу частотных систем управления стала высокая энергоэффективность. Благодаря тому, что двигатель работает в оптимальном режиме, без скачков нагрузки, экономия электроэнергии достигает 25–35% в зависимости от условий эксплуатации. Учитывая стоимость промышленного электроэнергоснабжения, особенно в круглосуточных режимах, экономический эффект становится очевидным уже в первые месяцы работы. Ранее считалось, что частотные преобразователи дороги и окупаются лишь через 5–6 лет. Сегодня же, благодаря массовому производству, техническому прогрессу и локализации ряда компонентов, стоимость таких решений существенно снизилась, а срок окупаемости сокращён до 2–3 лет. К тому же современные частотники способны интегрироваться в промышленные сети — PROFIBUS, Modbus, Ethernet и другие, что позволяет встраивать кран в общую систему диспетчеризации, проводить удалённый мониторинг, вести диагностику и архивирование параметров, а также реагировать на неисправности до их фактического появления.
Однако, несмотря на очевидные преимущества, частотные системы также имеют определённые особенности, которые следует учитывать. Так, некоторые модели преобразователей могут создавать электромагнитные помехи, особенно в случае неправильно организованного заземления или недостаточной фильтрации. Также к числу уязвимых элементов относятся электролитические конденсаторы в звене постоянного тока, которые имеют ограниченный ресурс и требуют периодической замены. Кроме того, проектирование и монтаж частотных систем требует более высокой квалификации специалистов, особенно при внедрении синхронных и многодвигательных схем. Это накладывает определённые требования к подрядчику, особенно если речь идёт о сложных объектах или нестандартных условиях эксплуатации.
Таким образом, выбор между релейно-контакторной и частотной системой управления не может быть универсальным. Если оборудование работает в режиме лёгкой или средней загрузки, при этом требования к точности и плавности не критичны, можно рассматривать релейные схемы как надёжное, недорогое и проверенное временем решение. Но если речь идёт о тяжёлых режимах, непрерывной работе, высокой точности, современных технологических линиях, где важна автоматизация, отказоустойчивость и энергоэффективность — частотная система становится безальтернативной. Именно поэтому всё больше предприятий, стремящихся к устойчивому развитию, цифровизации и снижению затрат на эксплуатацию, делают выбор в пользу частотных преобразователей. ООО «ХК «Локус» предлагает своим заказчикам как релейно-контакторные, так и частотные системы управления для всех типов кранов. Мы проектируем и поставляем шкафы управления, собираем под конкретную задачу, обеспечиваем монтаж, пусконаладку и техническое сопровождение. Наши инженеры помогут подобрать оптимальную схему, исходя из характеристик объекта, режима работы и бюджета, а также провести модернизацию существующего оборудования, повысив его надёжность и срок службы.
Ознакомиться с каталогом можно по ссылке
