位能负载条件下的变频调速系统设计(1)程力学(2)
2013-07-18 01:03
导读：由上述可知，选择制动组件的基本原则是： 1、制动组件的最大瞬时放电能量大于等于最大瞬时回馈能量。 2、制动组件的平均放电能量大于等于平均回馈
由上述可知，选择制动组件的基本原则是：
1、制动组件的最大瞬时放电能量大于等于最大瞬时回馈能量。
2、制动组件的平均放电能量大于等于平均回馈能量。
通常，制动组件的最大瞬时放电能力由其放电开关管的额定电流所决定，而平均放电能力则取决于制动电阻的额定功率大小。
以工矿企业常用的行吊为例，说明制动组件的选取方法。
图三 变频系统示意图
图四是一个典型的行吊作业速度图。行吊在某个地点以速度Ｎ１提升重物，平移到另一个地点，然后以速度Ｎ１下放重物，再回到原地继续作业，如此往复。设工作周期为Ｔ，在下放重物时电动机再生发电，持续时间为Ｔｂ，重物在电动机轴上形成的负载转矩为Ｍｚ，机械效率为η，则：
最大瞬时回馈能量pm=ηMzN1
制动时间Ｔｂ内的平均回馈能量Ｐｂ＝ηMzN1
周期Ｔ内的平均回馈能量Ｐａ＝ηMzN1Tb/T
按下弄算法选取组件的额定参数：
1、放电开关管额定电流Ibe
Ibe>Pm/750
按正常过载条件Mz＝1.5Me,N1=Ne来考虑，取Ibe>1.5ηMzNe/750=1.5ηPe/750
其中，Me、Ne、Pe分别为电动机的额定转矩、额定转速和额定功率。
2、制动电阻值Rb
Rb≈(750-800)/Ibe(Ω)
3、制动电阻额定功率Pbe
制动电阻的允许过载系数K是时间的函数，其典型的特性曲线如图五所示。
由Pb=ηMzN1=ηPe(MzN1/MeNe)
Pa=ηMzN1Tb/T=ηPe(Tb/TXMzN1/MeNe)
令K1=MzN1/MeNe,制为制动负载系数K2=Tb/T,称为制率，则Pb=ηK1Pe Pa＝ηK1K2Pe
根据实际工况计算出Pa和Pb,并从制动电阻特性曲线查出与Tb对应的过载系数Kb（以40℃的环境温度为标准），同时考虑一定的安全容量，选取Pbe>1.2Max(Pb/Kb,Pa)
中国大学排名 五、调速控制方法
采用变频调速控制的提升机械仍可使用传统的速度控制方法，如行吊的速度控制，仍使用传统的凸轮控制器，不同的档位给出了上升或下降方向指令和多级速度指令，输入到变频器的控制端，实现方向控制和调速。现在已有行吊变频专用控制器推出，应用它可以简化控制系统设计，减少故障点。
变频调速器还可提供更为先是的闭环控制方法，如配合工艺实现提升和下降的不同速度运行等。某钢铁厂轧机升降台采用变频传动，为了实现电动机与液硬度平衡机构的协调控制，应用先进的控制技术实现了不同平衡力矩下的变速控制，在不增加变频器容量的情况下解决了液硬度平衡系统的冷起动问题。
六、结束语
位能负载条件下的变频调速系统设计必须以实际负载情况为依据，才能达到节省投资的目的。电动机、变频器、制动组件的合理匹配是设计的关键。本设计方法应用于天车、塔吊、轧机升降台等多个变频改造项目中，收到了良好的效果。广州钢铁集团公司连轧厂20t天车变频改造，由于设计合理，既节省了投资，又保证了天车的基本运行性能，设备投入运行一年多，情况良好，未发生任何故障。
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