電梯電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)與變頻器的容量關(guān)系

1、電梯電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)與變頻器的容量關(guān)系原文標(biāo)題：電梯電動(dòng)機(jī)的銘牌應(yīng)該標(biāo)的是S5重復(fù)短時(shí)工作制發(fā)布時(shí)間【2011-1-18】20110219電梯電動(dòng)機(jī)的銘牌應(yīng)該標(biāo)的是S5重復(fù)短時(shí)工作制，而不是S2短時(shí)工作制。S5和S2的轉(zhuǎn)換有下列不同觀點(diǎn)，其實(shí)S5的每小時(shí)起動(dòng)次數(shù)也是一個(gè)重要因數(shù)：（1）短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)與周期斷續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)可以在一定條件下相互替用，短時(shí)定額與斷續(xù)定額的對(duì)應(yīng)關(guān)系近似為：30min相當(dāng)于是15%，60min相當(dāng)于25%，90min相當(dāng)于40%。（2）若選用斷續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)作短時(shí)工作使用時(shí)，其等效額定時(shí)間Tstr與Fc的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表。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

2、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。重復(fù)短時(shí)工作制電機(jī)，其特點(diǎn)是重復(fù)性和短時(shí)性，即電機(jī)的工作時(shí)間和停歇時(shí)間交替進(jìn)行，而且都比較短，二者之和，按國(guó)家規(guī)定不得超過(guò)60秒。重復(fù)短時(shí)工作制電機(jī)允許其過(guò)載且有一定的溫升。此時(shí)，若根據(jù)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)來(lái)選擇變頻器，勢(shì)必造成變頻器的損壞。針對(duì)該類負(fù)載，變頻器在參考電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的情況下要根據(jù)電機(jī)負(fù)載圖和變頻器的過(guò)載倍數(shù)、過(guò)載時(shí)間、過(guò)載周期來(lái)選型。和系列電動(dòng)機(jī)的過(guò)載力矩一般為2.2-2.

3、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

4、上。永磁同步電機(jī)滿載啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)電流不超過(guò)額定電流的1.5倍，配置變頻器無(wú)需提高功率配置，降低了變頻器的成本。根據(jù)通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005593第條短時(shí)工作或斷續(xù)周期工作的電動(dòng)機(jī)，可不裝設(shè)過(guò)載保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中可能堵轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)的過(guò)載保護(hù)。電梯配電末端斷路器可不設(shè)過(guò)載保護(hù)，或由電梯控制器/變頻器實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。如果設(shè)的話，根據(jù)國(guó)內(nèi)的規(guī)范，導(dǎo)線需要和斷路器配合；如采用VVVF電梯，斷路器還需要和變頻器進(jìn)行配合，否則容易出現(xiàn)誤條，最好依據(jù)變頻器廠家的資料(一般是變頻器計(jì)算電流2倍左右)。變頻器是半導(dǎo)體器件，一般需要用熔斷器保護(hù)，最好能由廠家提供。廠家給出的斷路器沒(méi)有標(biāo)明是何

5、種斷路器，一般指的是反時(shí)限斷路器ITBreaker。根據(jù)NEC，即使一般的電動(dòng)機(jī)，最大可以選取2.5*In的反時(shí)限斷路器，即10A額定電流的連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)在連續(xù)工作狀態(tài)下可以選用25Ax=0.180.5根據(jù)工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)表(1-3)電梯Kx=0.180.5計(jì)算總負(fù)荷時(shí)，對(duì)整個(gè)建筑的電梯，取0.180.5的需用系數(shù)，需用系數(shù)乘以的功率是單臺(tái)交流電梯電梯功率（需要系數(shù)法計(jì)算時(shí)）。上述兩種算法有點(diǎn)自相矛盾的地方，如果變壓器帶的電梯數(shù)量超過(guò)10臺(tái)的話都差不多，少于3臺(tái)的話就差大了。當(dāng)臺(tái)數(shù)少時(shí)，要用二項(xiàng)式法，但電梯機(jī)房配電除了電梯的電機(jī)(曳引機(jī))外，還要計(jì)入電梯控制器的用電，還有電梯

6、空調(diào)、電梯照明、機(jī)房照明、通風(fēng)、檢修插座等單相負(fù)荷，當(dāng)只有一臺(tái)電梯時(shí)，單相負(fù)荷功率計(jì)算時(shí)需要乘以3，換算為等效三相負(fù)荷。根據(jù)簡(jiǎn)明建筑電氣工程師數(shù)據(jù)手冊(cè)第119頁(yè)，選斷路器時(shí)AC-2大概是電動(dòng)機(jī)容量X5再放大一點(diǎn)，ACVV大概是電動(dòng)機(jī)容量X4再放大一點(diǎn)，VVVF大概是電動(dòng)機(jī)容量X3.5再放大一點(diǎn)。但沒(méi)有注明電動(dòng)機(jī)容量指的是機(jī)械功率還是電功率，也沒(méi)有注明是S1連續(xù)功率還是S5功率。銅導(dǎo)線選得出奇的大。根據(jù)工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)第736頁(yè)表12-58標(biāo)稱容量和計(jì)算電流關(guān)系比較復(fù)雜，有2倍以下的，也有34倍的，甚至4倍以上的。標(biāo)稱容量和開關(guān)整定值的關(guān)系也比較復(fù)雜，有34倍，有5倍，有5倍以上

7、。同一載重和速度的標(biāo)稱容量、計(jì)算電流、開關(guān)整定也相差很遠(yuǎn)。表格沒(méi)有注明標(biāo)稱容量指的是什么，也沒(méi)有注明是什么調(diào)速方式，但有產(chǎn)品型號(hào)。一臺(tái)VVVF客梯，功率22kW，附屬用電設(shè)備2kW(單相)，空調(diào)、照明2kW(單相)按電機(jī)算(0.85功率因數(shù)):Pe曳引機(jī).55*22=34.1kWIe曳引機(jī)=2.77*22=60.9A(Ie曳引機(jī)'=60.9/0.9=67.7；Ie曳引機(jī)"=60.9/(0.76)=80.1,當(dāng)電梯功率認(rèn)為是曳引機(jī)機(jī)械功率時(shí))Pe其他設(shè)備=2*3=6kWIe其他設(shè)備=6*1.9=11.4APe電梯=34.1+6=40.1kWIe電梯=60.9+11.4=72.3

8、A(67.7+11.4=79.1A；80.1+11.4=91.5A)差不多4倍。22*4=88，向上一級(jí)選100。如果不算其他設(shè)備的話，60.9A(67.7A；80.1A)就是34倍左右，比較符合VVVF的3倍定律。但這里將電梯功率認(rèn)為是總功率，沒(méi)有計(jì)算效率，是效率=1時(shí)的情況。由于VVVF的不同種類效率相差也不小，所以理解為曳引機(jī)機(jī)械功率時(shí)差距較大。如果手冊(cè)有種產(chǎn)品選120A，可能變頻器和電機(jī)效率低一點(diǎn)，功率因數(shù)第一點(diǎn)。如果沒(méi)有過(guò)載保護(hù)，只有短路保護(hù)的話，用電機(jī)型斷路器，用100A和120A都差不多。將過(guò)載保護(hù)交給電梯配套控制/變頻器柜。按VVVF算(變頻器放大1.2,變頻器上級(jí)開關(guān)整定為變

9、頻器輸入電流1.5倍,0.85功率因數(shù)):Pe變頻器=1.2*Pj電機(jī)=26.4kWIe變頻器=Pe47AI變頻器開關(guān)=1.5*Ie變頻器=70.5AIe電梯開關(guān)=70.5+11.4=81.9A按VVVF算(變頻器不放大,變頻器上級(jí)開關(guān)整定為變頻器輸入電流2倍,0.85功率因數(shù)):Pe變頻器=Pj電機(jī)=22kWIe變頻器=Pe39.3AI變頻器開關(guān)=2*Ie變頻器=78.6AIe電梯開關(guān)=78.6+11.4=90A差不多4倍。22*4=88，向上一級(jí)選100。這種算法依據(jù)不是很足，但是卻很能保護(hù)設(shè)計(jì)人，起碼開關(guān)不會(huì)跳閘。這里放大1.2的變頻器是通用變頻器。如果是電梯專用變頻器，不用放大，變頻器

10、上級(jí)開關(guān)整定為變頻器輸入電流2倍，視產(chǎn)品而定。有個(gè)工程和外國(guó)合作設(shè)計(jì)，外國(guó)提供的設(shè)計(jì)資料中，電梯有負(fù)荷LOAD、功率因數(shù)PF、全電流FLA、運(yùn)行電流RuningAmperage，加速電流AcceleratingAmperage比如150kW,0.8,284.9A,235A,510A。選了450A的斷路器和600A的隔離開關(guān)。可以150kW,0.8,284.9A,之間的關(guān)系可以看出150kW是總電功率。這個(gè)功率理解為整套設(shè)備的S5450A440A。符合VVVF的3倍定律。這里只包含電梯曳引機(jī)。隔離開關(guān)600A>510A?？梢苑?jǐn)嗉铀匐娏鳌儆陔娞菘刂破鞴駜?nèi)部元件。對(duì)一般的VVVF電梯(功率50kW以下，異步電動(dòng)機(jī))，電梯開關(guān)按VVVF算的比較穩(wěn)妥，*4再向上一級(jí)，最好用電機(jī)型斷路器（電子脫扣器）。在機(jī)房級(jí)，還有機(jī)房照明、通風(fēng)、檢修插座等負(fù)荷，共用一個(gè)32A/3P主開關(guān)。如果只有一臺(tái)電梯，機(jī)