龍門吊運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單元

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　　龍門吊運(yùn)行機(jī)構(gòu)有多種驅(qū)動(dòng)型式，如直接驅(qū)動(dòng)、繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻驅(qū)動(dòng)、繞線電機(jī)定子調(diào)壓驅(qū)動(dòng)、直流驅(qū)動(dòng)等。限于篇幅，本章只討論變頻器驅(qū)動(dòng)。

　　一、龍門吊變頻器驅(qū)動(dòng)分為單傳和多傳兩種結(jié)構(gòu)形式

　　(1)單傳模式下各運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)單元是獨(dú)立的，由快速熔斷器(選配)、變頻器、交流電抗器、內(nèi)置或外置的制動(dòng)裝置+制動(dòng)電阻或旁路回饋裝置、電動(dòng)機(jī)電抗器(選配)等器件組成。見圖6-3。

　　快速熔斷器的作用是保護(hù)變頻器整流單元。

　　變頻器的作用是通過對交流電網(wǎng)50Hz的電源進(jìn)行調(diào)壓調(diào)頻，*終實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。通過對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，可以滿足不同工況對起重機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度的要求，可以降低起動(dòng)和停止時(shí)的機(jī)械沖擊和電流沖擊，有些品牌的變頻器還可以實(shí)現(xiàn)糾偏、防搖、同步、主從、抓斗控制等各種功能需求。

　　交流電抗器的作用是改善功率因素、抑制輸入側(cè)諧波，削弱沖擊電流、緩沖電源側(cè)尖峰電壓、削弱三相電源不平衡的影響等。雖然市場上大部分變頻器都內(nèi)置有直流電抗器，號稱可以不配置交流進(jìn)線電抗器，但由于起重機(jī)具有進(jìn)線側(cè)電源內(nèi)阻小、多變頻器并聯(lián)使用、電源三相不平衡度較高等特點(diǎn)，因此推薦標(biāo)配交流進(jìn)線電抗器。配置交流電抗器后，如果變頻器的直流電抗器是選件，建議不選用;如果變頻器的直流電抗器是外置的，不建議使用(直接短接)。

　　制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的作用是當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量將直流母線電壓抬高時(shí)，將電容上多余的能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗在制動(dòng)電阻上。如果選用足額的旁路回饋單元，可不使用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。

　　旁路回饋裝置用于將電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量回饋到電網(wǎng)(可選)。

　　電動(dòng)機(jī)電抗器的作用是為了抑制變頻器IGBT通斷時(shí)產(chǎn)生的瞬間高電壓、減少高電壓對電纜絕緣和電動(dòng)機(jī)的不良影響、補(bǔ)償長電纜分布電容的影響，并能抑制變頻器輸出的諧波，減小變頻器噪聲。一般僅在變頻器輸出端到電動(dòng)機(jī)的電纜較長時(shí)需要使用電動(dòng)機(jī)電抗器。

　　(2)多傳模式下各運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)單元是一個(gè)整體。一般由交流電抗器、整流回饋裝置、逆變裝置(對應(yīng)各運(yùn)行機(jī)構(gòu)需要多個(gè)逆變裝置)、電動(dòng)機(jī)電抗器(可選)等器件組成。見圖6-4。

　　整流回饋裝置的作用是將交流電源整流成直流，當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)產(chǎn)生的能量使直流母線電壓抬高時(shí)，將直流母線上多余的能量回饋到電網(wǎng)。整流回饋單元還可以基本消除變頻器輸入側(cè)的諧波。所有運(yùn)行機(jī)構(gòu)可使用同一個(gè)直流母線。

　　逆變裝置用于將直流逆變成頻率電壓可變的交流，實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。通常每個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)都需要使用一個(gè)單獨(dú)的逆變裝置。

　　龍門吊大多采用單傳能耗制動(dòng)模式。

　　二、龍門吊變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的模式主要有以下幾種

　　(1)V/f控制模式：變頻器只是一個(gè)純變頻變壓電源，驅(qū)動(dòng)性能較差但與電動(dòng)機(jī)特性無關(guān)。通常用于驅(qū)動(dòng)多電機(jī)和特殊電機(jī)時(shí)采用。

　　(2)電壓矢量控制模式：針對電動(dòng)機(jī)特性改進(jìn)過的V/f控制模式，但驅(qū)動(dòng)多電機(jī)和特殊電機(jī)有時(shí)效果反而不如純V/f控制模式。

　　(3)開環(huán)電流矢量控制模式：良好的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)性能，需要電動(dòng)機(jī)參數(shù)配合。普遍適用于一臺變頻器驅(qū)動(dòng)一臺電動(dòng)機(jī)的平移機(jī)構(gòu)(推薦)和起升機(jī)構(gòu)(普遍)。許多品牌的變頻器已能滿足一臺變頻器驅(qū)動(dòng)多臺同功率電動(dòng)機(jī)的平移機(jī)構(gòu)(推薦)和起升機(jī)構(gòu)(不推薦)的應(yīng)用。

　　(4)閉環(huán)電流矢量控制模式：優(yōu)秀的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)特性，可提供零速滿轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)抱閘無磨損功能。用于一臺變頻器驅(qū)動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)的起升機(jī)構(gòu)(推薦)，偶爾也用于一臺變頻器驅(qū)動(dòng)多個(gè)電動(dòng)機(jī)的起升機(jī)構(gòu)(不推薦，許多品牌的變頻器不支持這種使用)。