起重機(jī)應(yīng)用的變頻器選型方法

在起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，變頻器、制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻的選型是一個(gè)比較重要的課題。選小了不夠用，選大了不但增加成本，還可能降低性能。

起重變頻器的簡(jiǎn)單估算：

最簡(jiǎn)單的變頻器選擇方法，也是目前最流行的選擇方法是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率估算。我們經(jīng)常會(huì)聽到這樣的問題：在這個(gè)應(yīng)用中我變頻器功率應(yīng)該比電動(dòng)機(jī)放大1檔還是2檔?

實(shí)際上，變頻器是根據(jù)額定電流，而不是根據(jù)額定功率來標(biāo)定的。變頻器樣本上的功率只是常規(guī)應(yīng)用時(shí)的參考值。同功率起重電機(jī)的電流一般會(huì)大于標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，起重機(jī)常用的8-10極電機(jī)的電流一般也大于常規(guī)的4極電機(jī)。因此，根據(jù)功率選擇變頻器往往會(huì)偏小。

我們應(yīng)該根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流，而不是額定功率，來估算變頻器容量。

最簡(jiǎn)單的起重變頻器選型估算原則是：變頻器的容量應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)能夠在2倍額定電流下運(yùn)行1分鐘

即：變頻器額定電流〉電動(dòng)機(jī)額定電流*1.33

這個(gè)估算是非常粗略的。因?yàn)槲覀儧]有考慮電動(dòng)機(jī)的選擇依據(jù)。不同的起重機(jī)廠或設(shè)計(jì)院的起重電機(jī)選擇標(biāo)準(zhǔn)大不一樣。同一家起重機(jī)廠或設(shè)計(jì)院在不同的起重機(jī)項(xiàng)目中的起重電機(jī)選擇標(biāo)準(zhǔn)也可能不一樣。偶爾還會(huì)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤的情況。

電動(dòng)機(jī)的過載能力很大，電動(dòng)機(jī)選小后果往往由變頻器承擔(dān)(過流跳閘)。

電動(dòng)機(jī)的價(jià)格較低，電動(dòng)機(jī)選大的后果也往往由變頻器承擔(dān)(控制系統(tǒng)成本過高)。

盡管如此，以上估算在70%的應(yīng)用場(chǎng)合還是基本正確的。

在另外30%應(yīng)用場(chǎng)合，典型的實(shí)例是我們?cè)?jīng)選用過比電動(dòng)機(jī)功率小1檔的變頻器和比電動(dòng)機(jī)功率大1倍的變頻器。

起重制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的簡(jiǎn)單估算：

電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，機(jī)械功率=電動(dòng)功率*機(jī)械效率

制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)功率=機(jī)械功率*機(jī)械效率

所以：制動(dòng)功率=電動(dòng)功率*機(jī)械效率*機(jī)械效率

這也就是估算制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻功率的最簡(jiǎn)單的方法。在實(shí)際選用時(shí)注意留有10-15%的安全系數(shù)。

需要特別指出的是，制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的允許功率與電流持續(xù)時(shí)間、電流持續(xù)率有非常大的關(guān)系。所以必須同時(shí)根據(jù)制動(dòng)所需功率、制動(dòng)所需時(shí)間和最大的電流持續(xù)率3個(gè)參數(shù)來選擇。

在起升應(yīng)用中，制動(dòng)的持續(xù)時(shí)間是重物下放所需時(shí)間，最惡劣情況下的電流持續(xù)率是50%(不停的上升下放)。

在大小車應(yīng)用中，制動(dòng)的持續(xù)時(shí)間是減速時(shí)間，要考慮到可能出現(xiàn)的連續(xù)點(diǎn)動(dòng)操作。電流持續(xù)率與工作行程和操作習(xí)慣有關(guān)。

對(duì)野外工作的起重機(jī)的大車變頻，必須考慮到順風(fēng)行走時(shí)可能會(huì)長(zhǎng)期處于制動(dòng)狀態(tài)。

考慮到同功率的制動(dòng)電阻阻值越大價(jià)格越高，所以電阻值的選擇比變頻器(制動(dòng)單元)允許的最小阻值略大即可。

與變頻器選擇同理，這樣估算制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元也是很粗糙的。但由于制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的價(jià)格相對(duì)較低，實(shí)際選擇時(shí)通常留有較大裕量，問題并不很突出。