龍門吊運行機構驅動單元

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　　龍門吊運行機構有多種驅動型式，如直接驅動、繞線電機轉子串電阻驅動、繞線電機定子調壓驅動、直流驅動等。限于篇幅，本章只討論變頻器驅動。

　　一、龍門吊變頻器驅動分為單傳和多傳兩種結構形式

　　(1)單傳模式下各運行機構的驅動單元是獨立的，由快速熔斷器(選配)、變頻器、交流電抗器、內置或外置的制動裝置+制動電阻或旁路回饋裝置、電動機電抗器(選配)等器件組成。見圖6-3。

　　快速熔斷器的作用是保護變頻器整流單元。

　　變頻器的作用是通過對交流電網50Hz的電源進行調壓調頻，*終實現(xiàn)對電動機轉速的控制。通過對電動機轉速的控制，可以滿足不同工況對起重機各機構運行速度的要求，可以降低起動和停止時的機械沖擊和電流沖擊，有些品牌的變頻器還可以實現(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、抑制輸入側諧波，削弱沖擊電流、緩沖電源側尖峰電壓、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置有直流電抗器，號稱可以不配置交流進線電抗器，但由于起重機具有進線側電源內阻小、多變頻器并聯(lián)使用、電源三相不平衡度較高等特點，因此推薦標配交流進線電抗器。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)。

　　制動單元和制動電阻的作用是當電動機制動時產生的能量將直流母線電壓抬高時，將電容上多余的能量轉換成熱能消耗在制動電阻上。如果選用足額的旁路回饋單元，可不使用制動單元和制動電阻。

　　旁路回饋裝置用于將電動機制動時產生的能量回饋到電網(可選)。

　　電動機電抗器的作用是為了抑制變頻器IGBT通斷時產生的瞬間高電壓、減少高電壓對電纜絕緣和電動機的不良影響、補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機的電纜較長時需要使用電動機電抗器。

　　(2)多傳模式下各運行機構的驅動單元是一個整體。一般由交流電抗器、整流回饋裝置、逆變裝置(對應各運行機構需要多個逆變裝置)、電動機電抗器(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，當電動機制動產生的能量使直流母線電壓抬高時，將直流母線上多余的能量回饋到電網。整流回饋單元還可以基本消除變頻器輸入側的諧波。所有運行機構可使用同一個直流母線。

　　逆變裝置用于將直流逆變成頻率電壓可變的交流，實現(xiàn)對電動機轉速的控制。通常每個運行機構都需要使用一個單獨的逆變裝置。

　　龍門吊大多采用單傳能耗制動模式。

　　二、龍門吊變頻器驅動電動機的模式主要有以下幾種

　　(1)V/f控制模式：變頻器只是一個純變頻變壓電源，驅動性能較差但與電動機特性無關。通常用于驅動多電機和特殊電機時采用。

　　(2)電壓矢量控制模式：針對電動機特性改進過的V/f控制模式，但驅動多電機和特殊電機有時效果反而不如純V/f控制模式。

　　(3)開環(huán)電流矢量控制模式：良好的電動機驅動性能，需要電動機參數(shù)配合。普遍適用于一臺變頻器驅動一臺電動機的平移機構(推薦)和起升機構(普遍)。許多品牌的變頻器已能滿足一臺變頻器驅動多臺同功率電動機的平移機構(推薦)和起升機構(不推薦)的應用。

　　(4)閉環(huán)電流矢量控制模式：優(yōu)秀的電動機驅動特性，可提供零速滿轉矩，實現(xiàn)抱閘無磨損功能。用于一臺變頻器驅動一個電動機的起升機構(推薦)，偶爾也用于一臺變頻器驅動多個電動機的起升機構(不推薦，許多品牌的變頻器不支持這種使用)。