位能負載條件下的變頻調速系統設計
圖一 轉子回路串電阻的調速特性 圖二 交流變頻調速特性
如圖所示,繞線(xiàn)式電動(dòng)機轉子回路串接電阻調速時(shí),通過(guò)電阻的分級切換和正反轉接觸器切換,實(shí)現有級調速和正反轉控制。其中,工作點(diǎn)1和工作點(diǎn)2為電動(dòng)狀態(tài),工作點(diǎn)3為能耗制動(dòng)狀態(tài),工作點(diǎn)4為再生發(fā)電機狀態(tài)。
變頻調速特性為一組平行的曲線(xiàn),同于變頻器的頻率可以連續可調,因而能夠實(shí)現平滑無(wú)級調速。圖二中1區為電動(dòng)區,2區為再生發(fā)電區,電能回饋至變頻器的直流側,通過(guò)制動(dòng)組件泄放。
三、變頻器的容量選擇
提升機械采用變頻器進(jìn)行控制時(shí),可以遷用鼠籠型電動(dòng)機,對于原使用繞線(xiàn)式電動(dòng)機的提升機械,可將繞線(xiàn)式電動(dòng)機的轉子短接,當作籠型電機使用。常用的電動(dòng)機為YZ系列鼠籠型電動(dòng)機和YZR系列繞線(xiàn)型電動(dòng)機,這兩個(gè)系列的電動(dòng)機,都是以工作制S3及負載持續率40%的定額作為基準定額。電動(dòng)機的額定值選定后,應選擇相應的變頻器容量。
?。伲诤停伲冢蚁盗须妱?dòng)機的過(guò)載力矩一般為2.2-2.8倍,為了充分發(fā)揮電動(dòng)機的負載能力,提高起重設備的安全性能,采用變頻器進(jìn)行控制后,必須保證變頻器-電動(dòng)機系統具有2.2-2.8倍的過(guò)載能力。由于普通變頻器的過(guò)載能力一般為150%一分鐘,瞬態(tài)過(guò)載力矩只能達到180%-200%,因此必須提高所適配的變頻器容量,以便提高變頻器-電動(dòng)機系統的瞬時(shí)過(guò)載能力。
由上述可知,只要把變頻器的容量提高20%左右,即可使變頻器-電動(dòng)機系統的瞬時(shí)過(guò)載能力提高到2.0-2.4倍,基本滿(mǎn)足要求。因此,應選擇變頻器額定容量為電動(dòng)機額定容量的120%以上,即把變頻器的容量提高一個(gè)等級。如45KW的電動(dòng)機,應配置55KW的變頻器,且變頻器應具有較大的過(guò)載能力,過(guò)載率在150%一分鐘以上。
四、制動(dòng)組件的合理選用
如圖三所示,再生發(fā)電時(shí)機械能被轉換成電能,回饋到變頻器直流側的電容器上,其結果將使直流回路的電壓升高,當電壓升高到某一設定值(如750V),制動(dòng)單元自動(dòng)控制放電用開(kāi)關(guān)管導通,電能向制動(dòng)電阻上泄放。制動(dòng)單元動(dòng)作后,泄放的能量大于回饋能量,直流回路的電墳開(kāi)始下降,當它下降到某一設一值(如630V),則制動(dòng)單元自動(dòng)控制放電用開(kāi)關(guān)管關(guān)閉,停止放電。這一充電與放電過(guò)程由變頻器和制動(dòng)組件自動(dòng)完成,維持直流回路電壓在一個(gè)安全的范圍之內。
由上述可知,選擇制動(dòng)組件的基本原則是:
1、制動(dòng)組件的最大瞬時(shí)放電能量大于等于最大瞬時(shí)回饋能量。

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