起重機應(yīng)用的變頻器選型方法

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

起重變頻器的簡單估算：

最簡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)電動機的功率估算。我們經(jīng)常會聽到這樣的問題：在這個應(yīng)用中我變頻器功率應(yīng)該比電動機放大1檔還是2檔?

實際上，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)用時的參考值。同功率起重電機的電流一般會大于標(biāo)準(zhǔn)電機，起重機常用的8-10極電機的電流一般也大于常規(guī)的4極電機。因此，根據(jù)功率選擇變頻器往往會偏小。

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

最簡單的起重變頻器選型估算原則是：變頻器的容量應(yīng)保證電動機能夠在2倍額定電流下運行1分鐘

即：變頻器額定電流〉電動機額定電流*1.33

這個估算是非常粗略的。因為我們沒有考慮電動機的選擇依據(jù)。不同的起重機廠或設(shè)計院的起重電機選擇標(biāo)準(zhǔn)大不一樣。同一家起重機廠或設(shè)計院在不同的起重機項目中的起重電機選擇標(biāo)準(zhǔn)也可能不一樣。偶爾還會出現(xiàn)計算錯誤的情況。

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

電動機的價格較低，電動機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)用場合還是基本正確的。

在另外30%應(yīng)用場合，典型的實例是我們曾經(jīng)選用過比電動機功率小1檔的變頻器和比電動機功率大1倍的變頻器。

起重制動單元和制動電阻的簡單估算：

電動運行時，機械功率=電動功率*機械效率

制動運行時，制動功率=機械功率*機械效率

所以：制動功率=電動功率*機械效率*機械效率

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

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

在起升應(yīng)用中，制動的持續(xù)時間是重物下放所需時間，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，制動的持續(xù)時間是減速時間，要考慮到可能出現(xiàn)的連續(xù)點動操作。電流持續(xù)率與工作行程和操作習(xí)慣有關(guān)。

對野外工作的起重機的大車變頻，必須考慮到順風(fēng)行走時可能會長期處于制動狀態(tài)。

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

與變頻器選擇同理，這樣估算制動電阻和制動單元也是很粗糙的。但由于制動單元和制動電阻的價格相對較低，實際選擇時通常留有較大裕量，問題并不很突出。