變頻電機(jī)的選擇及校驗(yàn).doc

1. 變頻電動(dòng)機(jī)以本鋼不銹鋼35/5t-25m-A6橋式起重機(jī)為例，主要參數(shù)如下：起升速度：12m/min大車運(yùn)行速度：100m/min小車運(yùn)行速度：40m/min起重量：38t（含吊鉤組）（1） 起升機(jī)構(gòu)功率計(jì)算（采用等效接電持續(xù)率經(jīng)驗(yàn)法用于起升機(jī)構(gòu)）起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M6對(duì)應(yīng)的接電持續(xù)率40%，計(jì)算S3、JC=40%基準(zhǔn)工作制下所需的電動(dòng)機(jī)功率：作業(yè)頻繁系數(shù)，與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別對(duì)應(yīng)，見表41：表41 作業(yè)頻繁系數(shù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M5以下M6M7M8K0.9111.21.3注：M5及以下K值可選1是因?yàn)樘〉腒值會(huì)在負(fù)荷試車的靜載試驗(yàn)時(shí)，機(jī)構(gòu)不能起吊1.25倍額定載荷。初選YZPF280S2-4 90KW（S3-40%）式中：電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)起升功率，單位為千瓦（KW）；額定起升載荷，單位為牛頓（N）；額定起升速度，單位為米每秒（）;起升機(jī)構(gòu)總效率。過載校驗(yàn)式中：電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位為千瓦（KW）；系數(shù)，按有電壓損失（交流電動(dòng)機(jī)-15%，直流電動(dòng)機(jī)和變頻電動(dòng)機(jī)不考慮）、最大轉(zhuǎn)矩或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩有允差（繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)-10%，籠型異步電動(dòng)機(jī)-15%，直流電動(dòng)機(jī)和變頻電動(dòng)機(jī)不考慮）、起升額定載荷等條件確定。繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)和籠型異步電動(dòng)取H=2.5；變頻異步電動(dòng)機(jī)取H=2.2；直流電動(dòng)機(jī)取H=1.4；過載校驗(yàn)的準(zhǔn)則：所選電動(dòng)機(jī)的最大加速（起動(dòng)）轉(zhuǎn)矩應(yīng)不小于機(jī)構(gòu)加速所需的最小加速轉(zhuǎn)矩。H=2.2含義（當(dāng)所選電動(dòng)機(jī)的額定功率時(shí)）：為了保證電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行（起動(dòng)）轉(zhuǎn)矩與顛覆轉(zhuǎn)矩之間應(yīng)保留30%的安全距離，即：或。對(duì)于變頻電動(dòng)機(jī)n=0時(shí)的最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求是，在實(shí)際應(yīng)用中考慮到110%動(dòng)載試驗(yàn)和125%的靜載試驗(yàn)對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，。電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；相對(duì)于時(shí)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（電動(dòng)機(jī)制造商提供），對(duì)于直接全壓起動(dòng)的籠型電動(dòng)機(jī)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)；額定起升載荷，單位為牛頓（N）；額定起升速度，單位為米每秒（）;起升機(jī)構(gòu)總效率。發(fā)熱校驗(yàn)按表P.2查出機(jī)構(gòu)所需的電動(dòng)機(jī)的等效接電持續(xù)率，電動(dòng)機(jī)在相應(yīng)的接電持續(xù)率下的輸出功率大于等于靜功率，則電動(dòng)的發(fā)熱校驗(yàn)通過。表P.2 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別與等效接電持續(xù)率JC機(jī)構(gòu)工作級(jí)別電動(dòng)機(jī)等效接電持續(xù)率JC/%M1M31525M4M525M640M7M860（2） 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)功率計(jì)算（穩(wěn)態(tài)計(jì)算功率法）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行功率：式中：電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行功率，單位為千瓦（KW）；電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；穩(wěn)態(tài)運(yùn)行阻力，單位為牛頓（N）；起重機(jī)（或小車）的運(yùn)行速度，單位為米每秒（）;運(yùn)行機(jī)構(gòu)總效率；運(yùn)行摩擦阻力（N）；坡道阻力（N）；按計(jì)算風(fēng)壓算得的風(fēng)阻力（N）；電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（）；S3 40%所需功率：表42 綜合因素系數(shù)（僅對(duì)室內(nèi)軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)）運(yùn)行速度306090120150180加速時(shí)間566.5（8）7.5（10）8（11.5）9（12）K1.21.62.02.22.42.6電動(dòng)機(jī)初選：對(duì)于提供S3-40%功率的電動(dòng)機(jī)，直接按工作制進(jìn)行選擇（如江特YZPF132M-4 7.5KW）；對(duì)于S1工作制的電機(jī)，如SEW減速電機(jī)，在周期工作制下運(yùn)行時(shí)，允許輸出功率應(yīng)是額定功率與功率增長系數(shù)K的乘積。工作制功率增長系數(shù)KS3負(fù)載持續(xù)率（CDF）60%1.140%1.15設(shè)計(jì)手冊(cè)為1.225%1.315%1.4初選 K107DV132S4 5.5KW（允許輸出功率）過載校驗(yàn) 公式第二項(xiàng)來源： 過載未通過，電機(jī)功率增大一檔，選用K107DV132M4 7.5KW 減速電機(jī)。式中：相對(duì)于的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。其值應(yīng)根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的值及其控制系統(tǒng)方案確定。通常情況下可參考下列取值：繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)取1.7，采用頻敏變阻器時(shí)取1，籠型異步電動(dòng)機(jī)?。ㄏ鄬?duì)于時(shí)的電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，由電動(dòng)機(jī)制造商提供），串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)取1.9，復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)取1.8，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)取1.7，變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)取1.7對(duì)于變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，通常情況下能達(dá)到1.7倍的加速轉(zhuǎn)矩，這樣m應(yīng)不于1.7/0.77=2.2。；運(yùn)動(dòng)部分所有質(zhì)量的重力，包括吊運(yùn)物品和起重機(jī)或小車等質(zhì)量的重力，單位為牛頓（N）；運(yùn)行阻力系數(shù)。車輪為滑動(dòng)軸承的，車輪為滾動(dòng)軸承時(shí)；坡道阻力系數(shù)；機(jī)構(gòu)對(duì)電動(dòng)機(jī)軸的總慣量，即包含直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的全部質(zhì)量的慣量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電動(dòng)機(jī)軸上自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和，單位為千克平方米（）；運(yùn)行機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間，單位為秒（s）。發(fā)熱校驗(yàn)運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)初選時(shí)是根據(jù)運(yùn)行速度的大小給穩(wěn)態(tài)運(yùn)行功率（阻性功率）乘以一個(gè)大于1的系數(shù)得出，為了方便發(fā)熱校驗(yàn)采用如下校驗(yàn)方法： 式中：S1工作制下的減速電機(jī)K107DV132M4在S3 JC=40%下的輸出功率為，發(fā)熱校驗(yàn)通過。（3） 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)功率計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行功率： S3-40%所需功率：初選 R137DV160M4 11KW（允許輸出功率）過載校驗(yàn) 過載校驗(yàn)通過。發(fā)熱校驗(yàn) S1工作制下的減速電機(jī)R137DV160M4在S3 JC=40%下的輸出功率為，發(fā)熱校驗(yàn)通過。（4） 選擇變頻電機(jī)的其它因素環(huán)境條件電機(jī)的額定功率取決于環(huán)境溫度和安裝海拔高度，銘牌上的額定功率對(duì)應(yīng)海拔1000m以下和40以內(nèi)的環(huán)境溫度，如果環(huán)境溫度更高或安裝海拔更高，電機(jī)額定功率將相應(yīng)減小，可用下列公式修正：SEW減速電機(jī)系數(shù)和參考下圖：SEW所有單速電機(jī)是以絕緣等級(jí)B級(jí)作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)要求也可采用紙張等級(jí)F或H級(jí)。轉(zhuǎn)矩限制曲線變頻控制的交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩取決于操作方式、冷卻方式（自冷或強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)）以及頻率范圍。變頻器電壓400V、4極SEW電機(jī)的轉(zhuǎn)矩限制曲線如下圖：圖中1為S1工作制自冷方式（無強(qiáng)冷風(fēng)扇），2為強(qiáng)冷方式（帶冷卻風(fēng)扇），3為減速電機(jī)的轉(zhuǎn)矩限制范圍。大車電機(jī)自冷轉(zhuǎn)矩（功率）校驗(yàn)：第一步：計(jì)算負(fù)載需要的力矩：第二步：計(jì)算低頻5Hz時(shí)需要的最小力矩：5Hz時(shí)SEW電機(jī)的熱負(fù)載能力是0.55需要的最小功率：第三步：選擇電動(dòng)機(jī)R137DV160M4 11KW