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)分大車機(jī)構(gòu)（縱向）和小車機(jī)構(gòu)（橫向），兩種機(jī)構(gòu)一般采用多臺電動機(jī)傳動方案。由于起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)的傳動慣量較大，為了滿足電動機(jī)起動時(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)可以每臺電動機(jī)配一臺變頻器，也可以所有的行走電動機(jī)共用一臺變頻器。變頻器可以選擇通用的基本U/f控制變頻器，開環(huán)控制。當(dāng)采用一臺變頻器驅(qū)動時(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)單臺電動機(jī)的額定電流(A)；

n-一臺變頻器拖動的電動機(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)功能無法實(shí)現(xiàn)對單臺電動機(jī)的過載保護(hù)，因此在每臺電動機(jī)回路中要串入帶有熱過載保護(hù)功能的低壓斷路器，以實(shí)現(xiàn)對單臺電動機(jī)的過載保護(hù)，電動機(jī)故障信號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-過載系數(shù)，一般取值為1.33；

PM-負(fù)載要求的電動機(jī)軸輸出功率(kW)；

η-電動機(jī)效率；

cosφ-電動機(jī)的功率因數(shù)。

起升機(jī)構(gòu)要求的起動轉(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。對于拖動等額功率電動機(jī)的變頻器來說，可提供長達(dá)60s、150%額定轉(zhuǎn)矩的過載能力，因此過載系數(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)的電動機(jī)額定電流(A)。

為了提高提升變頻器在低速傳動時(shí)的動態(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)動的起升機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)由2臺電動機(jī)同步驅(qū)動各自的鋼絲繩卷筒轉(zhuǎn)動，再經(jīng)過動滑輪組多級減速提升吊鉤。起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速傳動方案采用一臺變頻器帶一臺電動機(jī)的“一拖一”方案，每個(gè)起升機(jī)構(gòu)的2臺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臺電動機(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．電動機(jī)制動

變頻器的提升電動機(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)。行走電動機(jī)當(dāng)急減速、順風(fēng)運(yùn)行時(shí)，異步電動機(jī)也處于再生發(fā)電狀態(tài)。當(dāng)電動機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，將傳動機(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電壓跳閘。

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

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

(1)制動電阻的計(jì)算

制動電阻的阻值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-制動轉(zhuǎn)矩(kg·m)；

TM-電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(kg·m)；

n1-電動機(jī)開始減速時(shí)的速度(r/min)。

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

Rmin〈RB〈RBO

(2)制動電阻經(jīng)驗(yàn)公式

制動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)通過制動電阻的電流為電動機(jī)額定電流的50%時(shí)，電動機(jī)得到的制動轉(zhuǎn)矩為電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，如果按制動轉(zhuǎn)矩等于額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算，有

式中RBO-制動電阻(Ω)；

IB-制動電阻電流(A)；

Uc-直流母線電壓(V)；

IM-電動機(jī)額定電流(A)。

制動電阻的功率PBO為

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