变频起重机系统中电机的选型
2012-02-21 18:39:15   来源:www.simotd.com   评论:0 点击:

编者摘要:起重机起升和运行机构的调速比一般不大于1:20,且为断续工作制,通常接电持续率在60% 以下,负载多为大惯量系统。严格意义上的变频电机转动惯量较小,响应速度较快,可工作在比额定转速高出很多的工况条件下,这些特性均非起重机的特定要求。

普通电机与变频电机在不连续工作状态下特性基本一致;在连续工作时考虑到冷却效果限制了普通电机转矩应用值,普通电机仅在连续工作时的变频驱动特性比变频电机稍差。

电机冷却西门子变频器在调速比为1:20的范围内能确保起重机上普通电机有150% 的过载力矩值。此外,起重机电机多用于大惯量短时工作制,通常不工作时间大于或略小于工作时间。电机在起动过程中可承受2.5倍额定电流值,远大于变频起动要求的1.5倍 值,运行机构的电机在以额定速度运行时电机常工作在额定功率以下,因此高频引起的1.1倍电流值可不予考虑。但若电机要求在整个工作周期内在大于1:4的速比下持续运行则必须采用他冷式电机。

电机效率

国外以4极电机作变频电机首选极数,因此时电机有最好的功率因数和最高的工作效率,使能耗降为最低。高速电机比低速电机在电流小、功率因数高、电缆截面小及电器配置容量小等方面占有优势。尽管减速器传动比增大造成了减速器体积的增大,但由于硬齿面减速器的应用,新型耐磨齿轮副及焊接箱体的使用为高速电机驱动创造了条件。高速电机的使用因电机材料价格远高于减速器,故电机体积重量的减小使一次性投资及能耗大大降低,具有很高的经济价值。目前,国内用于起重机械的4极电机有强迫通风冷却的YZF型电机等。

电机起动转矩及电机运行的功率因数起重机运行机构的转动惯量较大,为了加速电机需有较大的起动转矩,故电机容量需由负载功率及加速功率两部分组成。一般情况下 > ,电机容量P为式中-电机平均起动转矩倍数若使电机在额定转速下接近满载运行,且能承受电网电压的波动,并通过1.1倍试验载荷,则要求电机的过载力矩倍数大于1.5倍,或适当增加加速时间,减小加速功率。对每小时作20多个循环的起重机来讲,运行机构的加速时间可在5- 10s调整,有利于机构的平稳运行。

起重机起升机构的负荷特点是起动时间短(1~3s),只占等速运动时间的较小比例;转动惯量较小,占额定起升转矩的10%~20%,其电机容量P为(kW)式中一起重机额定提升负载,kg-额定起升速度,m/s-重力加速度, =9.81m/s2-机构总效率为使电机能提升1.25倍试验载荷,能承受电压波动的影响,其最大转矩值必须大于2否则必须让电机放容,从而降低电机在额定运行时的工作效率。

电机选型

当机构速比大于1:4时,可根据起重机的工作级别及接电持续率的要求选用YZF24型(带他冷风扇)电机,这样可保证系统的工作效率,提高电机运行时的功率因数。过大的电机容量往往会使逆变器输出电流脉动增大,过流保护动作妨碍电机的正常工作,降低电机功率因数。尽管Y型电机在额定工作状态的效率大于YZ型电机,但在加速过程中YZ型电机效率却大于Y型交流电机。而起重机运行机构加速过程在总工作周期内是不容忽视的,故起重机以YZ型电机与变频器配套使用更为有利。

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