变频电机的选择及校验

Comment zj1 用于起升机构 1 变频电动机 以本钢不锈钢 35 5t 25m A6 桥式起重机为例 主要参数如下 起升速度 12m min 大车运行速度 100m min 小车运行速度 40m min 起重量 38t 含吊钩组 1 起升机构 功率计算 采用等效接电持续率经验法 KW vP P qQ N 83 9 060 128 938 1000 起升机构工作级别 M6 对应的接电持续率 40 计算 S3 JC 40 基准工作制下所需的电动机功率 KWKPP Nn 83831 作业频繁系数 与机构工作级别对应 见表 41 K 表 41 作业频繁系数 机构工作级别M5 以下M6M7M8 K0 9 111 21 3 注 M5 及以下 K 值可选 1 是因为太小的 K 值会在负荷试车的静载试验时 机 构不能起吊 1 25 倍额定载荷 初选 YZPF280S2 4 90KW S3 40 式中 电动机的稳态起升功率 单位为千瓦 KW N P 额定起升载荷 单位为牛顿 N Q P 额定起升速度 单位为米每秒 q vsm 起升机构总效率 过载校验 KW vP m H P qQ m N 2 49 9 060 128 938 7 3 2 2 1000 式中 电动机的额定功率 单位为千瓦 KW N P 系数 按有电压损失 交流电动机 15 直流电动机和变H 频电动机不考虑 最大转矩或堵转转矩有允差 绕线转子异步电动机 10 笼型异步电动机 15 直流电动机和变频电动机不考虑 起升 额定载荷等条件确定 绕线转子异步电动机和笼型异步电动取 H 2 5 变频异步电动机取 H 2 2 直流电动机取 H 1 4 过载校验的准则 所选电动机的最大加速 起动 转矩应不小于机 构加速所需的最小加速转矩 H 2 2 含义 当所选电动机的额定功率时 Nn PP 为了保证电动机的安全运行 电动机的最大运行 起动 转矩与颠 覆转矩之间应保留 30 的安全距离 即 或 3 1 1 max nmM M nmM M 77 0 max 对于变频电动机 n 0 时的最小起动转矩的要求是 在实际 Nd MM4 1 min 应用中考虑到 110 动载试验和 125 的静载试验对起动转矩的要求 NN MMM7 125 1 4 1 max 2 2 77 0 7 1 n N m M M Se Sm S N M mMe 1 3Mmax 30 0 0 1 Mmax 电动机台数 m 相对于时的电动机最大转矩倍数 电动机制造商提供 m N P 对于直接全压起动的笼型电动机 堵转转矩倍数 2 2 m 额定起升载荷 单位为牛顿 N Q P 额定起升速度 单位为米每秒 q vsm 起升机构总效率 发热校验 按表 P 2 查出机构所需的电动机的等效接电持续率 电动机在相应 的接电持续率下的输出功率大于等于静功率 则电动的发热校验通 过 表 P 2 机构工作级别与等效接电持续率 JC 机构工作级别电动机等效接电持续率 JC M1 M315 25 M4 M5 25 M640 M7 M8 60 2 小车运行机构 功率计算 稳态计算功率法 稳态运行功率 KW m v C D fd P m vPPP m vP P y f K yWIamyj N 48 4 95 0 601000 40 5 1 450 6 0212002 0 8 93518 1000 2 1000 1000 式中 电动机的稳态运行功率 单位为千瓦 KW N P 电动机台数 m 稳态运行阻力 单位为牛顿 N j P 起重机 或小车 的运行速度 单位为米每秒 y vsm 运行机构总效率 运行摩擦阻力 N m P 坡道阻力 N a P 按计算风压算得的风阻力 N W P 1 P 电动机额定转速 单位为转每分 nmin r S3 40 所需功率 KWKPP NNS 8 548 4 3 1 3 表 42 综合因素系数 仅对室内轨道式运行机构 运行速度 min mv 30 6090120150180 加速时间sta 56 6 5 8 7 5 10 8 11 5 9 12 K1 21 62 02 22 42 6 电动机初选 对于提供 S3 40 功率的电动机 直接按工作制进行 选择 如江特 YZPF132M 4 7 5KW 对于 S1 工作制的电机 如 SEW 减速电机 在周期工作制下运行时 允许输出功率应是额定功率 与功率增长系数 K 的乘积 Comment zj2 设计手册为 1 2 工作制功率增长系数 K 60 1 1 40 1 15 25 1 3 S3负载持续率 CDF 15 1 4 初选 K107DV132S4 5 5KW 允许输出功率 KW325 615 1 5 5 过载校验 2 2 23 2 2 21 985 0 95 0 1430 68 0 8 910373 9 15 0 0158 0 1 1 3 9 mkg n vGQ mJJkJ 公式第二项来源 2 2 2 2 2 2 3 9 60 2 8 9 n Qv n Qvmv J KW t Jn v PmP m P q y WIIa AS N 7 6 2 391200 1430985 0 48 4 7 11 1 912001000 1 22 过载未通过 电机功率增大一档 选用 K107DV132M4 7 5KW 减速电机 式中 相对于的平均起动转矩倍数 其值应根据所选电动机的 AS N P 值及其控制系统方案确定 通常情况下可参考下列取值 绕线转子 m 异步电动机取 1 7 采用频敏变阻器时取 1 笼型异步电动机取 相对于时的电动机最大转矩倍数 由电动机制造商提供 串 m 9 0 N P 励直流电动机取 1 9 复励直流电动机取 1 8 他励直流电动机取 1 7 Comment zj3 对于变频调速电动机 通常情况下能达到 1 7 倍的加速转矩 这样 m 应不于 1 7 0 77 2 2 变频调速电动机取 1 7 运动部分所有质量的重力 包括吊运物品和起重机或小车 P 等质量的重力 单位为牛顿 N 运行阻力系数 车轮为滑动轴承的 车轮为滚动轴 015 0 承时 006 0 坡道阻力系数 a m 机构对电动机轴的总惯量 即包含直线运动质量和传动机 J 构的全部质量的惯量折算到电动机轴上的转动惯量和电动机轴上自身 的转动惯量之和 单位为千克平方米 2 mkg 运行机构起动时间 单位为秒 s a t 发热校验 运行机构电动机初选时是根据运行速度的大小给稳态运行功率 阻 性功率 乘以一个大于 1 的系数得出 为了方便发热校验采用如下校 验方法 KW t Jn v PmP PPP q y WIIa S 93 7 2 391200 1430985 0 5 0 48 4 91200 5 0 1000 5 0 22 惯阻 式中 S P 阻 P 惯 P S1 工作制下的减速电机 K107DV132M4 在 S3 JC 40 下的输出功 率为 发热校验通过 KW93 7 625 8 15 15 7 3 大车运行机构 功率计算 稳态运行功率 KW m v C D fd P m vPPP m vP P y f K yWIamyj N 55 5 495 0 601000 100 5 1 600 8 02130015 0 8 935 5 110 1000 2 1000 1000 S3 40 所需功率 KWKPP NNS 49 1155 5 07 2 3 初选 R137DV160M4 11KW 允许输出功率 KW65 1215 1 11 过载校验 2 2 23 2 2 21 26 18 95 0 1460 67 1 8 910 5 1453 9 15 0 106 0 1 1 3 9 mkg n vGQ mJJkJ KW t Jn v PmP m P q y WIIa AS N 66 8 891200 146026 18 55 5 7 14 1 912001000 1 22 过载校验通过 发热校验 KW t Jn v PmP m PPP q y WIIa S 04 8 891200 146026 185 0 5 5 4 1 91200 5 0 1000 1 5 0 22 惯阻 S1 工作制下的减速电机 R137DV160M4 在 S3 JC 40 下的输出功 率为 发热校验通过 KW04 8 65 1215 1 11 4 选择变频电机的其它因素 环境条件 电机的额定功率取决于环境温度和安装海拔高度 铭牌上的额定功 率对应海拔 1000m 以下和 40 以内的环境温度 如果环境温度更高或 安装海拔更高 电机额定功率将相应减小 可用下列公式修正 HTNNred ffPP SEW 减速电机系数和参考下图 T f H f fT 1 0 0 9 0 8 0 7 30405060t fH 1 0 0 9 0 8 0 7 1000200030004000H m SEW 所有单速电机是以绝缘等级 B 级作为设计标准 根据要求 也可采用纸张等级 F 或 H 级 转矩限制曲线 变频控制的交流电机转矩取决于操作方式 冷却方式 自冷或强 冷风机 以及频率范围 变频器电压 400V 4 极 SEW 电机的转矩限制曲线如下图 0 1500 M Mn Min 1 0 5 1 0 1 5 2 0 5001000 10050Hz 200025003000 1 2 3 图中 1 为 S1 工作制自冷方式 无强冷风扇 2 为强冷方式 带 冷却风扇 3 为减速电机的转矩限制范围 大车电机自冷转矩 功率 校验 第一步 计算负载需要的力矩 Nm n P TL 3 36 1460 55 5 95509550 第二步 计算低频 5Hz 时需要的最小力矩 5Hz 时 SEW 电机的热负载能力是 0 55 Nm T T L 66 55 0 min 需要的最小功率 KW nT P10 9550 146066 9550 min 第三步 选择电动机 R137DV160M4 11KW 22A Nm n P Te 9 71 1460 11 95509550 近似电流 AI T T i e e L m 1 1122 9 71 3 36 第三步 计算加速转矩 加速时间 8s 电机转动惯量 0 106kgm2 Nmj t n Tdyn02 2 1