起重机应用的变频器选型方法

在起重机控制系统的设计中，变频器、制动单元、制动电阻的选型是一个比较重要的课题。选小了不够用，选大了不但增加成本，还可能降低性能。

起重变频器的简单估算：

最简单的变频器选择方法，也是目前最流行的选择方法是根据电动机的功率估算。我们经常会听到这样的问题：在这个应用中我变频器功率应该比电动机放大1档还是2档?

实际上，变频器是根据额定电流，而不是根据额定功率来标定的。变频器样本上的功率只是常规应用时的参考值。同功率起重电机的电流一般会大于标准电机，起重机常用的8-10极电机的电流一般也大于常规的4极电机。因此，根据功率选择变频器往往会偏小。

我们应该根据电动机的额定电流，而不是额定功率，来估算变频器容量。

最简单的起重变频器选型估算原则是：变频器的容量应保证电动机能够在2倍额定电流下运行1分钟

即：变频器额定电流〉电动机额定电流*1.33

这个估算是非常粗略的。因为我们没有考虑电动机的选择依据。不同的起重机厂或设计院的起重电机选择标准大不一样。同一家起重机厂或设计院在不同的起重机项目中的起重电机选择标准也可能不一样。偶尔还会出现计算错误的情况。

电动机的过载能力很大，电动机选小后果往往由变频器承担(过流跳闸)。

电动机的价格较低，电动机选大的后果也往往由变频器承担(控制系统成本过高)。

尽管如此，以上估算在70%的应用场合还是基本正确的。

在另外30%应用场合，典型的实例是我们曾经选用过比电动机功率小1档的变频器和比电动机功率大1倍的变频器。

起重制动单元和制动电阻的简单估算：

电动运行时，机械功率=电动功率*机械效率

制动运行时，制动功率=机械功率*机械效率

所以：制动功率=电动功率*机械效率*机械效率

这也就是估算制动单元和制动电阻功率的最简单的方法。在实际选用时注意留有10-15%的安全系数。

需要特别指出的是，制动单元和制动电阻的允许功率与电流持续时间、电流持续率有非常大的关系。所以必须同时根据制动所需功率、制动所需时间和最大的电流持续率3个参数来选择。

在起升应用中，制动的持续时间是重物下放所需时间，最恶劣情况下的电流持续率是50%(不停的上升下放)。

在大小车应用中，制动的持续时间是减速时间，要考虑到可能出现的连续点动操作。电流持续率与工作行程和操作习惯有关。

对野外工作的起重机的大车变频，必须考虑到顺风行走时可能会长期处于制动状态。

考虑到同功率的制动电阻阻值越大价格越高，所以电阻值的选择比变频器(制动单元)允许的最小阻值略大即可。

与变频器选择同理，这样估算制动电阻和制动单元也是很粗糙的。但由于制动单元和制动电阻的价格相对较低，实际选择时通常留有较大裕量，问题并不很突出。