摘要：本文分析了位能負(fù)載的物理特性，控計(jì)了提升機(jī)械變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和分析計(jì)算方法，對(duì)變頻設(shè)備的合理選用進(jìn)行了研究。

　　關(guān)鍵詞：提升機(jī)　變頻調(diào)速　制動(dòng)

　　一、概述

　　物品提升機(jī)械是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)不可缺少的生產(chǎn)設(shè)備，在各工礦企業(yè)中大量使用，如工廠的行吊、港口碼頭的塔吊、礦井提升機(jī)、高爐卷?yè)P(yáng)機(jī)、民用電梯、軋機(jī)升降臺(tái)、以及油田抽油機(jī)等，都是典型的提升機(jī)械。這類(lèi)設(shè)備大多采用繞線式電動(dòng)機(jī)作為主驅(qū)動(dòng)，用于提升或下放重物，具有典型的位能負(fù)載特性。

　　由于啟動(dòng)及調(diào)速成等方面的需要，通常都是在繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接電阻，從而降低電機(jī)啟動(dòng)電流，并實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的分級(jí)調(diào)整。這種控制方式帶來(lái)如下弊端：

　　1、轉(zhuǎn)子回路串接電阻，消耗電能，造成能源浪費(fèi)。

　　2、電阻分級(jí)切換，實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，引起電氣及機(jī)械沖擊。

　　3、再生發(fā)電時(shí)，機(jī)械能回饋電網(wǎng)，造成電網(wǎng)功率因數(shù)低。尤其在供電饋線較長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合，會(huì)加大變壓器、供電線路等方面的投資。

　　4、接觸器頻繁投切，電弧燒傷觸點(diǎn)，影響接觸器的使用壽命，設(shè)備維修成本較高。

　　5、繞線電動(dòng)機(jī)滑環(huán)存在的接觸不良問(wèn)題，容易引起設(shè)備事故。

　　隨著交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器的應(yīng)用和普及，人們已開(kāi)始淘汰繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速這一落后的調(diào)速方式，采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)取而代之，實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)械的平滑調(diào)速和節(jié)能運(yùn)行，并將電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高到0.95以上，同時(shí)省去了調(diào)速接觸器、正反轉(zhuǎn)接觸器等軟件，完全解決了傳統(tǒng)提升機(jī)械的存在的固有缺陷，使設(shè)備性能行到極大提高。

　　二、位能負(fù)載的調(diào)速特性提升機(jī)械用于提升或下降位能負(fù)載，無(wú)論是過(guò)平衡或欠平衡配置，必然存在電動(dòng)和再生發(fā)電兩個(gè)工作區(qū)。

　　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(wú)級(jí)調(diào)速。

　　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(duì)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(guò)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(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(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(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(jī)系統(tǒng)的瞬時(shí)過(guò)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(jí)。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(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，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(kāi)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�，泄放的能量大于回饋能量，直流回路的電墳開(kāi)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(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(nèi)。