2.常規(guī)變頻起升機構(gòu)的設計要點
(1)電動機極數(shù)和功率的校核 當起升機構(gòu)的基本參數(shù)(如:最大起重量、最高工作速度等)給定后,就要對電動機的極數(shù)和功率進行確定和計算,其設計要點是:
a)電動機輸出轉(zhuǎn)速應小于3000轉(zhuǎn)/分(由減速機輸入級的工作轉(zhuǎn)速限制);
b)系統(tǒng)最高工作頻率應小于100Hz(頻率越高,電動機的損耗功率就越大,將破壞恒功率特性,起吊能力大幅度降低而無實際應用價值);
c)電動機額定轉(zhuǎn)矩用于校核最大起重量(考慮總傳動比、效率、倍率等);
d)電動機的額定功率用于校核高速時的起重量(考慮總傳動比、效率、倍率等,如果頻率接近100Hz,應考慮有效功率降低10~15%)。
在選擇電機功率時,根據(jù)以上的條件就能基本確定減速機的減速比與電動機功率和極數(shù)。
(2)電控系統(tǒng)的設計
a)變頻器的選取
當系統(tǒng)的電動機確定后,就可著手進行控制系統(tǒng)的設計。首先是變頻器的選型?,F(xiàn)在市場上的國內(nèi)外變頻器品牌不少,控制水平和可靠性差別較大,技術(shù)上大體可分為V/F控制、矢量控制和DTC直接轉(zhuǎn)矩控制三種。用于塔機的起升機構(gòu),建議最好選用具有矢量控制功能或者是具有DTC直接轉(zhuǎn)矩控制功能的變頻器,這樣的變頻器品牌較多,設計者可根據(jù)自己的熟悉程度、技術(shù)支持力度、其他行業(yè)廠的使用情況等因素來選擇。
由于變頻器品牌的不同,相同功率下變頻器的過載能力和額定電流值也不完全一致。所以,選擇變頻器容量時,不單要看額定功率的大小,還要校核額定工作電流是否大于或者等于電動機的額定電流,一般的經(jīng)驗是選擇變頻器的功率大于電動機功率10~30%左右。
b)能耗電阻的選取
作為起重用變頻系統(tǒng),其設計的重點在于電動機處于回饋制動狀態(tài)下的系統(tǒng)可靠性,因為這種系統(tǒng)出故障往往都發(fā)生在重物下降時的工況,如溜鉤、超速、過壓等。也就是說重物下降工況時變頻系統(tǒng)的性能好壞將直接影響整個起升機構(gòu)能否安全運行。這就要求設計人員清楚地了解變頻傳動系統(tǒng)的回饋工作過程,才能做到心中有數(shù)。
大部分變頻器的產(chǎn)品說明中,對如何選擇能耗電阻的電阻值和功率并沒有非常清楚的描述,而且往往按其推薦的標準配置并不能完全滿足起重工況的要求,同時有關(guān)這方面論述的文章也不多見,所以在變頻起重控制系統(tǒng)的設計中,電阻參數(shù)選擇顯得有些混亂。但現(xiàn)在一種新型的能量回饋單元實現(xiàn)了電動機在制動和下放時候所產(chǎn)生能量帶來的消耗問題,徹底取締過去老式電阻能耗的原始方式,本文將對電機工作在回饋制動狀態(tài)時系統(tǒng)的工作機理進行定性的分析,讀者可以通過這些分析進一步得到有關(guān)能量回饋單元的有關(guān)解決辦法。