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起重机械的变频调速的相关问题

发布日期:2022-10-09 点击率:70

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一、起重机械的负载特点
  1、机构类别
  (1)起升机构 即重物上升或下降的机构;
  (2)运行机构 即起重机平等移动的机构;
  (3)变幅机构 即臂架伸长或缩短的机构;
  (4)旋转机构 即起重机械旋转移动的机构。
  2、起重机械的负载特点
  起重机械的种类负载都属于恒转矩负载。
  (1)起升机构 重物在空中具有位能,是位能负载。其特点是:重物上升,电机克服各种阻力(包括重物重力,磨擦阻力等)作功,属于阻力负载;重物下降时,当重物重力大于阻力时,电机是能量的接受者,此时负载属于动力负载,但当重物重力小于阻力时,重物下降还要靠电机的拖动,此时负载仍是阻力负载。
  (2)运行机构 室内起重机是阻力负载,室外起重机在风力较大的情况下是动力负载。
  (3)变幅机构 负载特点与变幅在幅度大小有关:变幅较小时,是阻力负载;变幅较大时, 具有动力负载的特点。
  (4)旋转机构 旋转机构主要用于室外起重机,其负载特点和运行机构一样,视风力的大小而定。
二、起重机的变频调速要点
  1、必须注意的问题 
  (1)重物上升时起动转矩比较大,通常在额定转矩的150%以上。考虑到电压下降和短时过载等因素的影响,一般起动转矩应按额定转矩的150%~180%来选。
  (2)因各部分拖动都有机械式制动器,必须考虑电机在起动和制动时与制动器的配合问题。这在起升机构中尤其重要。
  (3)在重物上升刚离开地面或下降刚接触地面时,负载转矩的变化非常激烈,这一点儿要尤注意。
  (4)起重机在高速缆绳松紧度和进行定位时,都需要点动运行,要充分注意点动运行时的工作特性。
  2、变频器容量的选择
  (1)电机容量的选择
  

  P-电机容量(KW);
  G-额定重量(kg),应考虑125%的过载能力;
  v-额定线速度(m/min);
  η-机械效率。
  (2)变频器容量
  

  k1-所需最大转矩÷电机额定转矩;
  k2-1.5(变频器过载能力);
  k3-1.1(裕量)。
三、电机工作状态
  1、上升阶段 重物上升完全是靠电机的正向转矩,电机旋转方向和转矩方向相同,此时,电机是电动状态,其工作特性在第一象限。当降低频率减速时,电机处于发电制动状态,其转矩变为反方向的制动转矩,工作特性进入第二象限,转速下降后重又进入第一象限。
  2、空钩(轻载)下降 当空钩或轻载下降时,不能依靠重物的重量下降,此时必须靠电机的反向旋转来实现。因此,电机的旋转速度和转矩都是负的,电机工作在第三象限。当降低频率减速时,电机的转矩变正向的,处于发电制动状态,从而阻止重物下降。当频率降下来后,电机重又回第三象限。
  3、重载下降 重物靠自身的重量下降时,电机的转速将超过同步转速,此时电机处于再生制动状态。电机旋转方向是反向的,但其转矩的方向却是正向的,此时电机工作在第四象限。此时电机的作用是防止重物由于重力加速度的原因不断加速,以使重物匀速下降。因下降时有磨擦阻力,因此重物下降时的负载转矩要比上升时要小(上升时还要克服摩擦阻力)。
四、再生电能的处理
  1、处理方法
  起重机在降速和重物下降过程中,电机处于再生制动状态,从而产生电能。产生的电能一般有下面两种处理方法:
  (1)通过制动电阻消耗掉 电阻容量需按长期运行来考虑;
  (2)通过反馈单元反馈回电网。
  2、制动电阻容量的计算
  (1)制动电阻的容量=电机的容量
  (2)制动电阻的阻值计算
     

  RB-制动电阻阻值(Ω)
  UD-变频器直流回路电压(V)
  PM-电机容量(KW)
五、溜钩的防止方法
  1、溜钩的原因
  由于重物自身有重力,在起升或下降重物时,必须有制动器来和电机相配合。如果电机和制动器配合不好,如电机已经通电,而制动器却没打开就会造成电机过载,或电机已经断电而制动器却没制动的情况,就会产生重物不受控制自由下落的情况,这就是我们所说的“溜钩”。这样,就会给工作造成极大的危险性。
  2、溜钩的防止措施
  (1)重物停住时的控制过程如下图所示:

  说明:发出变频器停车命令,当其输出频率下降到fbs,发出制动抱闸命令,开始抱闸,且维持抱闸一定的时间(tBB,应略大于从释放状态到完全抱闸的时间,此段时间内变频器输出频率保持fbs不变),抱闸时间到,制动器松开,变频器输出频率继续下降到0。
  (2)重物升降的控制过程如下图所示:
   

 

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