起重機新技術（2）

2．常規變頻起升機構的設計要點 
（1）電動機極數和功率的校核                                                                                                                                          當起升機構的基本參數（如：最大起重量、最高工作速度等）給定后，就要對電動機的極數和功率進行確定和計算，其設計要點是： 
a）電動機輸出轉速應小于3000轉/分（由減速機輸入級的工作轉速限制）； 
b）系統最高工作頻率應小于100Hz（頻率越高，電動機的損耗功率就越大，將破壞恒功率特性，起吊能力大幅度降低而無實際應用價值）； 
c）電動機額定轉矩用于校核最大起重量（考慮總傳動比、效率、倍率等）；
d）電動機的額定功率用于校核高速時的起重量（考慮總傳動比、效率、倍率等，如果頻率接近100Hz，應考慮有效功率降低10～15%）。 
在選擇電機功率時，根據以上的條件就能基本確定減速機的減速比與電動機功率和極數。 
（2）電控系統的設計 
a）變頻器的選取 
當系統的電動機確定后，就可著手進行控制系統的設計。首先是變頻器的選型。現在市場上的國內外變頻器品牌不少，控制水平和可靠性差別較大，技術上大體可分為V/F控制、矢量控制和DTC直接轉矩控制三種。用于塔機的起升機構，建議最好選用具有矢量控制功能或者是具有DTC直接轉矩控制功能的變頻器，這樣的變頻器品牌較多，設計者可根據自己的熟悉程度、技術支持力度、其他行業廠的使用情況等因素來選擇。
由于變頻器品牌的不同，相同功率下變頻器的過載能力和額定電流值也不完全一致。所以，選擇變頻器容量時，不單要看額定功率的大小，還要校核額定工作電流是否大于或者等于電動機的額定電流，一般的經驗是選擇變頻器的功率大于電動機功率10～30%左右。
b）能耗電阻的選取 
作為起重用變頻系統，其設計的重點在于電動機處于回饋制動狀態下的系統可靠性，因為這種系統出故障往往都發生在重物下降時的工況，如溜鉤、超速、過壓等。也就是說重物下降工況時變頻系統的性能好壞將直接影響整個起升機構能否安全運行。這就要求設計人員清楚地了解變頻傳動系統的回饋工作過程，才能做到心中有數。
大部分變頻器的產品說明中，對如何選擇能耗電阻的電阻值和功率并沒有非常清楚的描述，而且往往按其推薦的標準配置并不能完全滿足起重工況的要求，同時有關這方面論述的文章也不多見，所以在變頻起重控制系統的設計中，電阻參數選擇顯得有些混亂。但現在一種新型的能量回饋單元實現了電動機在制動和下放時候所產生能量帶來的消耗問題，徹底取締過去老式電阻能耗的原始方式，本文將對電機工作在回饋制動狀態時系統的工作機理進行定性的分析，讀者可以通過這些分析進一步得到有關能量回饋單元的有關解決辦法。