變頻器+能量回饋在起重機系統(tǒng)中的運用（3）

    （2）電控系統(tǒng)的設計
　　a）變頻器的選取
　　當系統(tǒng)的電動機確定后，就可著手進行控制系統(tǒng)的設計。首先是變頻器的選型。現(xiàn)在市場上的國內(nèi)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(jù)自己的熟悉程度、技術支持力度、其他行業(yè)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(jīng)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(tǒng)，其設計的重點在于電動機處于回饋制動狀態(tài)下的系統(tǒng)可靠性，因為這種系統(tǒng)出故障往往都發(fā)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(tǒng)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(tǒng)的回饋工作過程，才能做到心中有數(shù)。
　　大部分變頻器的產(chǎn)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(tǒng)的設計中，電阻參數(shù)選擇顯得有些混亂。但現(xiàn)在一種新型的能量回饋單元實現(xiàn)了電動機在制動和下放時候所產(chǎn)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(tài)時系統(tǒng)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。
　　回饋制動的原理
　　實現(xiàn)能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動如圖2所示。
　　回饋制動的優(yōu)點是能四象限運行,如圖3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制動運行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網(wǎng)有一定諧波污染。(3)、控制復雜，成本較高
　　回饋單元的選取
　　回饋單元的選取取決于能量反饋的實際電流，可參考原電阻的選取方式，以回饋單元取代電阻即可：
　　①電阻值的選取
　　基本可以按變頻器樣本給出的參數(shù)確定，基本原則是，考慮直流回路的電壓（重物下降工況時將超過600VDC）情況下，電阻上的電流不超過變頻器的額定電流。
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　　要準確地選擇電阻的功率是非常重要的，若選擇太大，會增加系統(tǒng)成本，太小就會造成運行的不可靠。但要合理準確地選擇能耗電阻的功率是一個較煩瑣的事，影響該參數(shù)的因素較多，如：電機功率大小、減速機反向效率、下降運行時間長短、負加速度的大小、減速運行時間以及傳動部件的轉動慣量等都會影響到電阻功率的選取。所以，我們得首先從分析系統(tǒng)在下降工況的工作過程，從而得到電阻功率的確定方法。