龙门吊运行机构驱动单元

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　　龙门吊运行机构有多种驱动型式，如直接驱动、绕线电机转子串电阻驱动、绕线电机定子调压驱动、直流驱动等。限于篇幅，本章只讨论变频器驱动。

　　一、龙门吊变频器驱动分为单传和多传两种结构形式

　　(1)单传模式下各运行机构的驱动单元是独立的，由快速熔断器(选配)、变频器、交流电抗器、内置或外置的制动装置+制动电阻或旁路回馈装置、电动机电抗器(选配)等器件组成。见图6-3。

　　快速熔断器的作用是保护变频器整流单元。

　　变频器的作用是通过对交流电网50Hz的电源进行调压调频，*终实现对电动机转速的控制。通过对电动机转速的控制，可以满足不同工况对起重机各机构运行速度的要求，可以降低起动和停止时的机械冲击和电流冲击，有些品牌的变频器还可以实现纠偏、防摇、同步、主从、抓斗控制等各种功能需求。

　　交流电抗器的作用是改善功率因素、抑制输入侧谐波，削弱冲击电流、缓冲电源侧尖峰电压、削弱三相电源不平衡的影响等。虽然市场上大部分变频器都内置有直流电抗器，号称可以不配置交流进线电抗器，但由于起重机具有进线侧电源内阻小、多变频器并联使用、电源三相不平衡度较高等特点，因此推荐标配交流进线电抗器。配置交流电抗器后，如果变频器的直流电抗器是选件，建议不选用;如果变频器的直流电抗器是外置的，不建议使用(直接短接)。

　　制动单元和制动电阻的作用是当电动机制动时产生的能量将直流母线电压抬高时，将电容上多余的能量转换成热能消耗在制动电阻上。如果选用足额的旁路回馈单元，可不使用制动单元和制动电阻。

　　旁路回馈装置用于将电动机制动时产生的能量回馈到电网(可选)。

　　电动机电抗器的作用是为了抑制变频器IGBT通断时产生的瞬间高电压、减少高电压对电缆绝缘和电动机的不良影响、补偿长电缆分布电容的影响，并能抑制变频器输出的谐波，减小变频器噪声。一般仅在变频器输出端到电动机的电缆较长时需要使用电动机电抗器。

　　(2)多传模式下各运行机构的驱动单元是一个整体。一般由交流电抗器、整流回馈装置、逆变装置(对应各运行机构需要多个逆变装置)、电动机电抗器(可选)等器件组成。见图6-4。

　　整流回馈装置的作用是将交流电源整流成直流，当电动机制动产生的能量使直流母线电压抬高时，将直流母线上多余的能量回馈到电网。整流回馈单元还可以基本消除变频器输入侧的谐波。所有运行机构可使用同一个直流母线。

　　逆变装置用于将直流逆变成频率电压可变的交流，实现对电动机转速的控制。通常每个运行机构都需要使用一个单独的逆变装置。

　　龙门吊大多采用单传能耗制动模式。

　　二、龙门吊变频器驱动电动机的模式主要有以下几种

　　(1)V/f控制模式：变频器只是一个纯变频变压电源，驱动性能较差但与电动机特性无关。通常用于驱动多电机和特殊电机时采用。

　　(2)电压矢量控制模式：针对电动机特性改进过的V/f控制模式，但驱动多电机和特殊电机有时效果反而不如纯V/f控制模式。

　　(3)开环电流矢量控制模式：良好的电动机驱动性能，需要电动机参数配合。普遍适用于一台变频器驱动一台电动机的平移机构(推荐)和起升机构(普遍)。许多品牌的变频器已能满足一台变频器驱动多台同功率电动机的平移机构(推荐)和起升机构(不推荐)的应用。

　　(4)闭环电流矢量控制模式：优秀的电动机驱动特性，可提供零速满转矩，实现抱闸无磨损功能。用于一台变频器驱动一个电动机的起升机构(推荐)，偶尔也用于一台变频器驱动多个电动机的起升机构(不推荐，许多品牌的变频器不支持这种使用)。