通常,起重机采用变频调速通常有两个目的:一是代替绕线式电动机改善起制动性能,使起制动更加平稳;二是代替直流起重电机在不同的速度下长期稳定运行。两种目的起重电机选择的原则相差很大,在相同的额定速度和额定载荷下,第二种目的所需电动机的功率比较大,从而带来了调速装置和其他外围设备和元件的增大,费用也随之增加。
采用变频调速,对设计人员提出了更高的要求。为了用较低的成本满足用户的要求,设计人员不但要掌握调速的目的、使用工况、电动机特性,而且要了解变频调速的基本原理和变频器的基本特性,研究变频调速时电动机选用的特殊性。也就是说,设计人员必须具备更高的机电一体化设计能力。
通用异步电动机用于变频调速情况通用异步电动机由变频器驱动时,由于高次谐波的影响和电动机运行范围的扩大,其特性与采用工频电源供电时差别较大。
1、Z系列电动机是冶金及起重机专用鼠笼式电动机,为获得高起动转矩同时限制起动电流,其电动机转子电阻值较高,电动机的机械特性较软,在正常运行过程中的损耗较大。
2、用变频器对电动机供电时,定子电流中不可避免地含有高次谐波,电动机的功率因数和效率都会下降。
3、用的标准鼠笼型异步电动机的散热能力,是按安装在电动机轴上的冷却风扇在额定转速下的冷却风量考虑的。当调速运行时,低速时冷却风量将变小,散热能力下降。
4、通交流异步电动机由于其结构方面的原因,当用于变频调速系统时,会引起较大的噪声,用于高频段还会产生附加发热,能耗高,必须降低容量使用,调速范围也因为特性较差而受到限制。在高频段,与转子同轴的风扇会产生较大的噪声,振动产生附加载荷还会降低轴承和润滑脂的寿命。
5、内起重机中使用较多的是YZR系列电动机,在目前的起重机变频调速改造项目中有将YZR系列电动机转子短接等同于鼠笼式电动机的用法。由于YZR系列电动机转子内部电阻小于YZ系列电动机转子电阻,所以转子短接后的YZR系列电动机,从机械特性曲线上看,其稳定运行段的硬度优于YZ系列电动机,但是YZR系列电动机转动惯量相对稍大,不利于快速频繁地起制动。当变频器驱动YZ、YZR电动机时,由于受变频器IGBT元件过载能力的限制,电动机高力矩过载倍数的特点发挥不出来。
因此,综上所述,起重机上采用变频调速系统一般选用专用变频电动机比较合理,而改造项目较好更换电动机,否则应验算。
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