位能負(fù)載條件下的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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圖一 轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速特性 圖二 交流變頻調(diào)速特性
如圖所示，繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接電阻調(diào)速時(shí)，通過電阻的分級切換和正反轉(zhuǎn)接觸器切換，實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速和正反轉(zhuǎn)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(jī)狀態(tài)。
變頻調(diào)速特性為一組平行的曲線，同于變頻器的頻率可以連續(xù)可調(diào)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)平滑無級調(diào)速。圖二中１區(qū)為電動(dòng)區(qū)，２區(qū)為再生發(fā)電區(qū)，電能回饋至變頻器的直流側(cè)，通過制動(dòng)組件泄放。
三、變頻器的容量選擇
提升機(jī)械采用變頻器進(jìn)行控制時(shí)，可以遷用鼠籠型電動(dòng)機(jī)，對于原使用繞線式電動(dòng)機(jī)的提升機(jī)械，可將繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子短接，當(dāng)作籠型電機(jī)使用。常用的電動(dòng)機(jī)為ＹＺ系列鼠籠型電動(dòng)機(jī)和ＹＺＲ系列繞線型電動(dòng)機(jī)，這兩個(gè)系列的電動(dòng)機(jī)，都是以工作制Ｓ３及負(fù)載持續(xù)率40%的定額作為基準(zhǔn)定額。電動(dòng)機(jī)的額定值選定后，應(yīng)選擇相應(yīng)的變頻器容量。
ＹＺ和ＹＺＲ系列電動(dòng)機(jī)的過載力矩一般為2.2-2.8倍，為了充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力，提高起重設(shè)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(jī)系統(tǒng)具有2.2-2.8倍的過載能力。由于普通變頻器的過載能力一般為150%一分鐘，瞬態(tài)過載力矩只能達(dá)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(jī)系統(tǒng)的瞬時(shí)過載能力。
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(jī)系統(tǒng)的瞬時(shí)過載能力提高到2.0-2.4倍，基本滿足要求。因此，應(yīng)選擇變頻器額定容量為電動(dòng)機(jī)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(jī)，應(yīng)配置55KW的變頻器，且變頻器應(yīng)具有較大的過載能力，過載率在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(jī)械能被轉(zhuǎn)換成電能，回饋到變頻器直流側(cè)的電容器上，其結(jié)果將使直流回路的電壓升高，當(dāng)電壓升高到某一設(shè)定值（如750V），制動(dòng)單元自動(dòng)控制放電用開關(guān)管導(dǎo)通，電能向制動(dòng)電阻上泄放。制動(dòng)單元?jiǎng)幼骱螅狗诺哪芰看笥诨仞伳芰浚绷骰芈返碾妷為_始下降，當(dāng)它下降到某一設(shè)一值（如630V），則制動(dòng)單元自動(dòng)控制放電用開關(guān)管關(guān)閉，停止放電。這一充電與放電過程由變頻器和制動(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(nèi)。
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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