1．變頻器的選擇

(1)行走機(jī)構(gòu)變頻器的選擇

起重機(jī)的行走機(jī)構(gòu)分大車(chē)機(jī)構(gòu)（縱向）和小車(chē)機(jī)構(gòu)（橫向），兩種機(jī)構(gòu)一般采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方案。由于起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)慣量較大，為了滿足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)需有較大的加速轉(zhuǎn)矩，因此起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)所需的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率PM應(yīng)由負(fù)載功率Pj和加速功率Pa組成，即

PM≥Pj+Pa

行走機(jī)構(gòu)可以每臺(tái)電動(dòng)機(jī)配一臺(tái)變頻器，也可以所有的行走電動(dòng)機(jī)共用一臺(tái)變頻器。變頻器可以選擇通用的基本U/f控制變頻器，開(kāi)環(huán)控制。當(dāng)采用一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，變頻器容量選擇應(yīng)滿足下式

ICN≥knIM

式中k-電流波形修正系數(shù)，取1.05~1.1；

ICN-變頻器額定輸出電流(A)；

IM-工頻電源時(shí)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流(A)；

n-一臺(tái)變頻器拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)量。

當(dāng)變頻器采用“一拖多”控制時(shí)，變頻器提供的電子熱繼電器保護(hù)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，因此在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)回路中要串入帶有熱過(guò)載保護(hù)功能的低壓斷路器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，電動(dòng)機(jī)故障信號(hào)取自低壓斷路器的輔助觸點(diǎn)。

(2)提升變頻器的選擇

變頻器的容量必須大于負(fù)載所需求的輸出，即

式中K-過(guò)載系數(shù)，一般取值為1.33；

PM-負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率(kW)；

η-電動(dòng)機(jī)效率；

cosφ-電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。

起升機(jī)構(gòu)要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.3~1.6倍的額定轉(zhuǎn)矩，考慮到需有125%的超載要求，其最大轉(zhuǎn)矩需有1.6～2倍的額定轉(zhuǎn)矩，以確保其安全使用。對(duì)于拖動(dòng)等額功率電動(dòng)機(jī)的變頻器來(lái)說(shuō)，可提供長(zhǎng)達(dá)60s、150%額定轉(zhuǎn)矩的過(guò)載能力，因此過(guò)載系數(shù)k=2/1.5=1.33。

在變頻器容量選定后，還應(yīng)做電流驗(yàn)證，即

ICN≥kIM

式中k-電流波形修正系數(shù)，取1.05~1.1；

ICN-變頻器額定輸出電流(A)；

IM-工頻電源時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定電流(A)。

為了提高提升變頻器在低速傳動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性和高轉(zhuǎn)矩輸出能力，要選用矢量控制變頻器，并采用脈沖編碼器組成速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。

在大噸位起重機(jī)中，同一吊鉤有兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)由2臺(tái)電動(dòng)機(jī)同步驅(qū)動(dòng)各自的鋼絲繩卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)動(dòng)滑輪組多級(jí)減速提升吊鉤。起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速傳動(dòng)方案采用一臺(tái)變頻器帶一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的“一拖一”方案，每個(gè)起升機(jī)構(gòu)的2臺(tái)變頻器之間采用具有功率平衡和速度同步控制功能的主從控制方案，這些控制方案可以實(shí)現(xiàn)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)精確的轉(zhuǎn)矩平衡分配和2個(gè)起升機(jī)構(gòu)的速度同步。

2．電動(dòng)機(jī)制動(dòng)

變頻器的提升電動(dòng)機(jī)是工作在負(fù)載和負(fù)負(fù)載狀態(tài)。當(dāng)重物提升時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出能量，工作在負(fù)載狀態(tài)；當(dāng)負(fù)載下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，工作在負(fù)負(fù)載狀態(tài)。行走電動(dòng)機(jī)當(dāng)急減速、順風(fēng)運(yùn)行時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)也處于再生發(fā)電狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能回饋到變頻器，回饋電流通過(guò)變頻器的6只續(xù)流二極管整流，給變頻器直流母線上的濾波電容器充電，使直流母線上的電壓升高。當(dāng)直流母線上的電壓上升到一定程度，要進(jìn)行電能釋放，否則電壓升到保護(hù)極限值后變頻器將過(guò)電壓跳閘。

電能釋放常用的方法為制動(dòng)電阻制動(dòng)或回饋電能制動(dòng)。行走電動(dòng)機(jī)工作不太頻繁，回饋電能也較小，可以采用制動(dòng)電阻制動(dòng)；提升電動(dòng)機(jī)因?yàn)橹苿?dòng)頻繁，回饋電能大，要采用回饋制動(dòng)。

為了防止起重電動(dòng)機(jī)在停止時(shí)發(fā)生溜鉤現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)要設(shè)制動(dòng)裝置，制動(dòng)裝置在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)裝置松開(kāi)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，制動(dòng)裝置抱緊電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

(1)制動(dòng)電阻的計(jì)算

制動(dòng)電阻的阻值RBO可按下式計(jì)算

式中Uc-變頻器直流回路母線上的電壓（約為700V）；

TB-制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(kg·m)；

TM-電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(kg·m)；

n1-電動(dòng)機(jī)開(kāi)始減速時(shí)的速度(r/min)。

制動(dòng)電阻制動(dòng)的放電回路由制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻構(gòu)成，其最大電流受制動(dòng)晶體管最大允許電流Ic的限制，制動(dòng)電阻最小允許值Rmin=Uc/Ic，因此制動(dòng)電阻選用時(shí)其實(shí)際值RB應(yīng)滿足以下條件：

Rmin〈RB〈RBO

(2)制動(dòng)電阻經(jīng)驗(yàn)公式

制動(dòng)電阻的選擇有一定的范圍，在實(shí)際工程中如果精確計(jì)算的數(shù)據(jù)不好取得，也可采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。當(dāng)通過(guò)制動(dòng)電阻的電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)得到的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，如果按制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算，有

式中RBO-制動(dòng)電阻(Ω)；

IB-制動(dòng)電阻電流(A)；

Uc-直流母線電壓(V)；

IM-電動(dòng)機(jī)額定電流(A)。

制動(dòng)電阻的功率PBO為

當(dāng)Uc的單位為V，RBO的單位為Ω時(shí)，PBO的單位為W。