电阻器是桥式起重机电气系统中的关键元件,主要承担调速和能耗制动两大核心功能,其工作机制与实际应用如下:
一、调速中的作用
在绕线式异步电动机驱动的起重机中,电阻器通过转子回路串入电阻实现分级调速。具体表现为:
启动与调速控制:启动时,转子回路串联全部电阻,降低启动电流(仅为额定值的 2-3 倍),同时提升启动转矩至额定值的 1.5-2.5 倍,避免齿轮箱承受瞬时冲击。例如,主钩重载启动时,通过凸轮控制器逐级切除电阻,使电机转速从低速逐步提升至额定值,实现平稳加速。
机械特性调节:电阻值越大,电机机械特性越软,转速越低。例如,在需要精确定位的场景(如模具安装),通过保留部分电阻可降低运行速度,但此方法会导致电阻发热损耗增加,效率较低。
二、能耗制动中的作用
当起重机需要快速制动或重物下降时,电阻器通过消耗再生电能实现安全停机:
再生能量处理:电机在制动或重物下降时进入发电状态,产生的电能通过制动电阻转化为热能。例如,变频器直流回路电压升高时,制动单元触发电阻器导通,将多余能量以热量形式耗散,防止直流母线过压损坏设备。
制动强度控制:电阻值决定制动转矩大小。阻值越小,制动电流越大,制动效果越强。例如,某 16 吨起重机通过配置 80Ω 制动电阻,可在 0.5 秒内将电机转速从 1450rpm 降至零,同时避免机械抱闸过度磨损。
散热设计:电阻器通常采用波纹或铝合金材质,配合强制风冷(如轴流风机)加速散热。例如,电阻箱两端开设散热孔,风机将冷空气吹入,带走电阻器产生的热量,确保其在连续工作制下稳定运行。
三、应用局限与维护要点
尽管电阻器结构简单可靠,但其效率较低(调速时约 30%-50% 的能量损耗在电阻上)且需定期维护:
触点检查:凸轮控制器的接触器触点需定期清理氧化层,避免接触不良导致调速失灵。
电阻老化:长期高温会使电阻丝阻值漂移,需每年用万用表检测阻值偏差(允许 ±5%),及时更换老化元件。
散热系统维护:每季度清洁散热风机滤网,确保风量充足,防止电阻器过热烧毁。
电阻器通过物理耗能方式实现调速与制动,虽存在效率短板,但其稳定性和低成本使其在传统桥式起重机中仍不可替代,尤其适用于未配备变频系统的老旧设备。