變頻電機的選擇及校驗.doc

1. 變頻電動機以本鋼不銹鋼35/5t-25m-A6橋式起重機為例，主要參數(shù)如下：起升速度：12m/min大車運行速度：100m/min小車運行速度：40m/min起重量：38t（含吊鉤組）（1） 起升機構(gòu)功率計算（采用等效接電持續(xù)率經(jīng)驗法用于起升機構(gòu)）起升機構(gòu)工作級別M6對應的接電持續(xù)率40%，計算S3、JC=40%基準工作制下所需的電動機功率：作業(yè)頻繁系數(shù)，與機構(gòu)工作級別對應，見表41：表41 作業(yè)頻繁系數(shù)機構(gòu)工作級別M5以下M6M7M8K0.9111.21.3注：M5及以下K值可選1是因為太小的K值會在負荷試車的靜載試驗時，機構(gòu)不能起吊1.25倍額定載荷。初選YZPF280S2-4 90KW（S3-40%）式中：電動機的穩(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（）;起升機構(gòu)總效率。過載校驗式中：電動機的額定功率，單位為千瓦（KW）；系數(shù)，按有電壓損失（交流電動機-15%，直流電動機和變頻電動機不考慮）、最大轉(zhuǎn)矩或堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩有允差（繞線轉(zhuǎn)子異步電動機-10%，籠型異步電動機-15%，直流電動機和變頻電動機不考慮）、起升額定載荷等條件確定。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機和籠型異步電動取H=2.5；變頻異步電動機取H=2.2；直流電動機取H=1.4；過載校驗的準則：所選電動機的最大加速（起動）轉(zhuǎn)矩應不小于機構(gòu)加速所需的最小加速轉(zhuǎn)矩。H=2.2含義（當所選電動機的額定功率時）：為了保證電動機的安全運行，電動機的最大運行（起動）轉(zhuǎn)矩與顛覆轉(zhuǎn)矩之間應保留30%的安全距離，即：或。對于變頻電動機n=0時的最小起動轉(zhuǎn)矩的要求是，在實際應用中考慮到110%動載試驗和125%的靜載試驗對起動轉(zhuǎn)矩的要求，。電動機臺數(shù)；相對于時的電動機最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（電動機制造商提供），對于直接全壓起動的籠型電動機，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（）;起升機構(gòu)總效率。發(fā)熱校驗按表P.2查出機構(gòu)所需的電動機的等效接電持續(xù)率，電動機在相應的接電持續(xù)率下的輸出功率大于等于靜功率，則電動的發(fā)熱校驗通過。表P.2 機構(gòu)工作級別與等效接電持續(xù)率JC機構(gòu)工作級別電動機等效接電持續(xù)率JC/%M1M31525M4M525M640M7M860（2） 小車運行機構(gòu)功率計算（穩(wěn)態(tài)計算功率法）穩(wěn)態(tài)運行功率：式中：電動機的穩(wěn)態(tài)運行功率，單位為千瓦（KW）；電動機臺數(shù)；穩(wěn)態(tài)運行阻力，單位為牛頓（N）；起重機（或小車）的運行速度，單位為米每秒（）;運行機構(gòu)總效率；運行摩擦阻力（N）；坡道阻力（N）；按計算風壓算得的風阻力（N）；電動機額定轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（）；S3 40%所需功率：表42 綜合因素系數(shù)（僅對室內(nèi)軌道式運行機構(gòu)）運行速度306090120150180加速時間566.5（8）7.5（10）8（11.5）9（12）K1.21.62.02.22.42.6電動機初選：對于提供S3-40%功率的電動機，直接按工作制進行選擇（如江特YZPF132M-4 7.5KW）；對于S1工作制的電機，如SEW減速電機，在周期工作制下運行時，允許輸出功率應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負載持續(xù)率（CDF）60%1.140%1.15設計手冊為1.225%1.315%1.4初選 K107DV132S4 5.5KW（允許輸出功率）過載校驗 公式第二項來源： 過載未通過，電機功率增大一檔，選用K107DV132M4 7.5KW 減速電機。式中：相對于的平均起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。其值應根據(jù)所選電動機的值及其控制系統(tǒng)方案確定。通常情況下可參考下列取值：繞線轉(zhuǎn)子異步電動機取1.7，采用頻敏變阻器時取1，籠型異步電動機?。ㄏ鄬τ跁r的電動機最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，由電動機制造商提供），串勵直流電動機取1.9，復勵直流電動機取1.8，他勵直流電動機取1.7，變頻調(diào)速電動機取1.7對于變頻調(diào)速電動機，通常情況下能達到1.7倍的加速轉(zhuǎn)矩，這樣m應不于1.7/0.77=2.2。；運動部分所有質(zhì)量的重力，包括吊運物品和起重機或小車等質(zhì)量的重力，單位為牛頓（N）；運行阻力系數(shù)。車輪為滑動軸承的，車輪為滾動軸承時；坡道阻力系數(shù)；機構(gòu)對電動機軸的總慣量，即包含直線運動質(zhì)量和傳動機構(gòu)的全部質(zhì)量的慣量折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量和電動機軸上自身的轉(zhuǎn)動慣量之和，單位為千克平方米（）；運行機構(gòu)起動時間，單位為秒（s）。發(fā)熱校驗運行機構(gòu)電動機初選時是根據(jù)運行速度的大小給穩(wěn)態(tài)運行功率（阻性功率）乘以一個大于1的系數(shù)得出，為了方便發(fā)熱校驗采用如下校驗方法： 式中：S1工作制下的減速電機K107DV132M4在S3 JC=40%下的輸出功率為，發(fā)熱校驗通過。（3） 大車運行機構(gòu)功率計算穩(wěn)態(tài)運行功率： S3-40%所需功率：初選 R137DV160M4 11KW（允許輸出功率）過載校驗 過載校驗通過。發(fā)熱校驗 S1工作制下的減速電機R137DV160M4在S3 JC=40%下的輸出功率為，發(fā)熱校驗通過。（4） 選擇變頻電機的其它因素環(huán)境條件電機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應海拔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，電機額定功率將相應減小，可用下列公式修正：SEW減速電機系數(shù)和參考下圖：SEW所有單速電機是以絕緣等級B級作為設計標準，根據(jù)要求也可采用紙張等級F或H級。轉(zhuǎn)矩限制曲線變頻控制的交流電機轉(zhuǎn)矩取決于操作方式、冷卻方式（自冷或強冷風機）以及頻率范圍。變頻器電壓400V、4極SEW電機的轉(zhuǎn)矩限制曲線如下圖：圖中1為S1工作制自冷方式（無強冷風扇），2為強冷方式（帶冷卻風扇），3為減速電機的轉(zhuǎn)矩限制范圍。大車電機自冷轉(zhuǎn)矩（功率）校驗：第一步：計算負載需要的力矩：第二步：計算低頻5Hz時需要的最小力矩：5Hz時SEW電機的熱負載能力是0.55需要的最小功率：第三步：選擇電動機R137DV160M4 11KW