起重變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理及其電阻功率的計(jì)算

　　起重機(jī)調(diào)速技術(shù)已有了較長(zhǎng)的發(fā)展歷史，從直流調(diào)速到交流調(diào)速，從AC定子調(diào)速技術(shù)到DC晶閘管調(diào)速裝置，再發(fā)展到今天廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速技術(shù)。但這些技術(shù)都存在著元件易損、維修不便、設(shè)備沖擊大、調(diào)速范圍小等許多缺點(diǎn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，變頻調(diào)速技術(shù)的日臻成熟，以其調(diào)速范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、減小噪音、節(jié)約電力等優(yōu)點(diǎn)，開始在起重領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　在起重變頻調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)停車或下降時(shí)，重物產(chǎn)生的位勢(shì)負(fù)載使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，能量向電源側(cè)回饋，由于大多數(shù)變頻器沒(méi)有電能回饋裝置，此時(shí)必須通過(guò)制動(dòng)單元將這部分能量由制動(dòng)電阻以熱能的形式釋放掉，所以制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻在起重變頻調(diào)速系統(tǒng)中起著非常重要的作用。本文重點(diǎn)介紹如何正確選型制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。

　2、變頻器能耗制動(dòng)工作原理

　　在同一個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于變頻器輸出頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，處于發(fā)電狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)及負(fù)載的慣性能量將反饋到變頻器中（這種情況一般發(fā)生在電機(jī)被拖著走的時(shí)候，如起重機(jī)重物下降）。但通用變頻器大多沒(méi)有設(shè)計(jì)使再生能量反饋到三相電源的功能，因此所有變頻器從電機(jī)吸收的能量都會(huì)保存在電解電容中，最終導(dǎo)致變頻器中的直流母線電壓因電容充電升高。如處理不當(dāng)，變頻器就會(huì)報(bào)警停機(jī)。（見圖1）

　　對(duì)于通用變頻器通常采用的方法是為變頻器配備制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，制動(dòng)單元通過(guò)電平檢測(cè)確定直流母線電壓Ud是否超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)（如660V或710V），如過(guò)壓就可以通過(guò)短時(shí)間接通電阻，使電能以熱能方式消耗掉。所以準(zhǔn)確地計(jì)算制動(dòng)功率、制動(dòng)電阻阻值和功率容量等參數(shù)，對(duì)于變頻器的正常工作是至關(guān)重要的。

　3、起重變頻器制動(dòng)功率的簡(jiǎn)便計(jì)算

　　對(duì)于制動(dòng)功率的計(jì)算通常是采用計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法，但針對(duì)于起重變頻器的制動(dòng)功率的計(jì)算此方法不太適用且計(jì)算太復(fù)雜。國(guó)內(nèi)外的變頻器廠家也沒(méi)有針對(duì)起重變頻器制動(dòng)功率給出方便的計(jì)算方法，如果僅依據(jù)其選型手冊(cè)按一般停車工況進(jìn)行選型，通常不能正常使用。對(duì)于起重變頻器停車工況所需的制動(dòng)功率容量較小，而重物下降時(shí)所需的制動(dòng)功率容量較大，故選型時(shí)應(yīng)滿足最大下降重量、最大下降行程、最快下降速度的要求。