2010-11-23
评论9
楼主 2010/11/23 14:09:01
通用桥式起重机一般分主起升、副起升、大车、小车四个运行机构。主/副起升机构属于纵向运行机构，电动机负载的特性属于位能负载；大、小车机构属于横向运行机构，电动机负载的特性属于磨擦负载。两者电动机容量的选择也有些许的差别。
电动机容量的确定一般需要考虑以下的因素：
（1）所选电动机容量应大于负载所需要的功率；
（2）负载所需要的起动转矩与电动机的最大转矩相比，后者要有足够的裕量；
（3）即使电源电压降低了额定值的10%，电动机也足以能够输出所需的转矩；
（4）由于动力传动机构的效率以及负载的不一致，要留有适当的裕量；
（5）针对负载的性质，选择适合的电动机的运行方式（连续工作制、短时工作制、重复工作制）；
（6）考虑到电动机的使用寿命，应在规定的温升内使用。
考虑以上的因素，实际电动机容量的选择可依据下面的基本式求得：
电动机容量=（驱动负载所需的电动机功率pm）+（将负载加速/减速到所需速度的加速功率pac） （1）
驱动位能负载所需的电动机功率：
驱动磨擦负载所需的电动机功率：
将负载加速/减速到所需速度的加速功率：<
楼主 2010/11/23 14:09:34
变频器容量的选取由很多因素决定，如电动机容量、电动机额定电流、加速时间等，但最基本的是电动机电流。选择变频器必须首先区分变频器是驱动一台电动机还是多台电动机。下面就一拖一和一拖多分别说明变频器容量的确定。
（1）一拖一方式
对于连续运行的变频器必须满足以下三个条件：
● 满足负载输出
● 满足电动机容量
● 满足电动机电流
（2）一拖多方式
一定要保证变频器的额定输出电流大于所有电动机额定电流的总和。同时满足以下两个条件：
● 满足驱动时容量
● 满足电动机电流
楼主 2010/11/23 14:10:01
2.3 plc 容量
plc容量的选取主要在于系统输入与输出点数的确定。当然，选取plc还必须考虑如下几个方面：
(1)系统需要plc实现什么功能，从而选取具有什么功能的plc；
(2)系统设计存在的特殊功能；
(3)系统对plc响应时间的要求；
（4）程序存储容量的估算；
（5）系统的可靠性；
（6）plc与外围设备的通信；
（7）可扩展性。
楼主 2010/11/23 14:10:26
.1断路器
变频调速系统设置断路器的主要作用有二，一是当变频器的输入侧发生短路等故障时，起到保护作用；二是方便设备的检修或因某种原因长时间停用时，切断断路器使变频器与电源隔离。断路器容量的选择必须考虑到如下几个要素：
（1）变频器的进线电流是脉冲电流，其尖峰值可能超过额定电流；
（2）变频器接通电源瞬间对电容器的充电电流可达到2-3倍的额定电流；
（3）变频器一般允许的过载能力为150%/1min。针对以上三个要素，为了避免系统误动作，断路器容量的选择可以参考如下公式进行计算：
式中：
ibr—断路器的额定电流，a；
p—变频器的额定输出功率，kw；
v—额定电压，v；
ρf—变频器输入功率因数（无输入电抗器时约为0.6~0.8，有输入电抗器时约为0.8~0.85）；
η—变频器效率（约为0.95）。
一般在实际选型时，无需进行如上式的具体计算，只要符合如下式所示的关系即可以满足使用要求：
断路器额定电流≥（1.3~1.4）变频器额定电流 （11）
楼主 2010/11/23 14:10:45
变频器的运行、停止等控制是通过其多功能端子进行的，而不是通过电磁接触器，所以在变频调速系统设计中并不必须设置电磁接触器，但在实际应用中，设置电磁接触器有如下两个好处：
（1）可以通过远程的控制按钮方便地操作变频器的通电与断电;
（2）当变频器发生故障或外部某个元件（如制动单元、制动电阻、超速开关等）发生故障时，能自动切断变频器电源，保障系统的稳定、安全运行。
其容量的选择主要满足下面的条件即可：
电磁接触器主触点的额定电流≥ 变频器额定电流 （12）
上面讲的电磁接触器是在变频器的输入侧，但在某些情况下，在变频器的输出侧也需要接入电磁接触器，如多台电机的切换运行、工频与变频的切换运行等。此种情况下，由于变频器的输出电流含有较强的谐波成份，所以输出侧电磁接触器容量的选择需满足下面的条件：
电磁接触器主触点的额定电流≥1.1×电动机额定电流 （13）
楼主 2010/11/23 14:11:06
快速熔断器是否需要配置，看法不一。选择合适的外部快速熔断器，以避免因内部短路时对整流器件的损坏。就其保护功能而言，其与断路器的功能相似，但有的认为，其保护动作要比断路器迅速。
若在系统设计中配置快速熔断器，其容量选择方法与断路器相同。
楼主 2010/11/23 14:11:32
3.4.1 电抗器的主要作用
电抗器有交、直流之分，但据其使用的目的不同，也可以分为输入用电抗器和输出用电抗器。
（1）变频器前级一般设置的是输入用、交流电抗器，其作用主要是：提高变频器的输入功率因数（可提高至0.75~0.85）；抑制输入电路中的浪涌电流；削弱电源电压不平衡的影响;减少变频器中整流单元产生的谐波电流对电网的干扰；能限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效保护变频器。
（2）变频器主电路中(整流桥与滤波电容之间)接入的是直流电抗器，在变频器功率大于30kw时一般才考虑配置，可与交流电抗器同时使用。其作用主要是：提高变频器的输入功率因数（可提高至0.95）；减小输入电流的高次谐波成份;能有效限制短路电流；能使逆变环节运行更加稳定。
（3）变频器后级一般设置的是输出用、交流电抗器，是否配置要视工程实际情况而定。其作用主要是： 降低电动机噪声；可以补偿长线分布电容的影响，并能有效降低输出高次谐波的不良影响；有助于改善变频器的过电流和过电压；可以减少在电动机端子上产生的du/dt值。
3.4.2 电抗器的容量选择
电抗器的容量可按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定，且一般压降选择为电网侧相电压的2%~5%。主要依据两个参数：额定电流il与电感量l。
（1）电抗器的额定电流il
● 单相变频器配置的电抗器额定电流按下式选取：
il=变频器的额定电流(iinv)
● 三相变频器配置的电抗器额定电流按下式选取：
il=0.82×变频器的额定电流(iinv)
（2）电感量l
l=(2%~5%)uv/(2πfil) (14)
式中:
uv—交流输入相电压有效值，v
f —电网频率，hz
电抗器的压降不宜取得过大，压降过大会影响电机的转矩。通常选取网侧相电压的4%，即8.8v已足够。
楼主 2010/11/23 14:11:55
制动电阻
制动电阻主要是起到消耗泵生电能，从而限制泵生电压的作用。制动电阻主要是依据阻值和容量这两个参数来选取，即不能因为阻值选的过大而不能达到快速减速的目的，也不能因为容量选的太小而易烧坏电阻，所以制动电阻的选取在变频调速系统设计中是比较关键的一环。
（1）制动电阻阻值确定
制动电阻的阻值可以按照公式计算法和估算法来选取。
● 公式计算法
此法必须首先计算制动力矩，如下式：
式中：
tb—制动力矩，n·m；
jm—电动机转动惯量，kg·m2；
jl—负载转动惯量（折算到电动机轴），kg·m2；
tl—负载转矩，n·m；
n1—减速开始速度，r/min；
n2—减速完了速度，r/min；
楼主 2010/11/23 14:12:14
过载热继电器主要是为电动机提供保护的，但在目前所有的变频器中一般都有电子热保护功能，系统设计中并不需要在外部专门设置过载热继电器。但在下述情况下，须设置过载热继电器以达到保护电动机的目的。
（1）选用电动机的容量不在变频器适用电动机的容量以内（注：一般变频器说明书中会提供其最大适用电动机容量）；
（2）一台变频器驱动多台电动机。
变频器的电子热保护功能是针对一台电动机才会起作用，对两台及以上就提供不了保护作用，所以为了保护电动机可靠运行，必须在外部为每台电动机专门设置过载热继电器。
目前通用桥式起重机大车机构的运行一般采用分布驱动方式，即两台电动机或四台电动机的驱动方式，所以大车控制系统就是一拖多方式。故必须为每台电动机各自设置过载热继电器。但在变频调速系统中设置过载热继电器时要特别注意，为了避免变频器输出电流中的高次谐波，引起过载热继电器的误动作，应将过载热继电器的动作电流适当调大，一般以1.1倍的电动机额定电流为宜。
