[实用新型]一种变频电机及起重机械位能性负载高调速比变频系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电力传动控制设备的技术领域，具体涉及一种能在2～20HZ就能输出恒转矩，基频为20HZ，以便实现2～100HZ的调速范围的变频电机及使用该变频电机的起重机械位能性负载高调速比变频系统。

背景技术

目前国内起重机械位能性负载调速系统主要是采用转子串电阻、涡流调速、变极调速等，其传动系统机械特性软，调速范围狭窄，整个系统速度的稳定性和调速精度较差；起制动不平稳，对整机钢结构冲击很大，尤其是空中起吊易发生溜钩现象，严重影响了起重机械的安全运行。

为此，需采用变频调速，但由于受到国产变频电机及变频技术的限制，目前用于位能性负载的变频调速范围只能在1∶20以内，即5～100Hz。

现有技术未有可实现起重机械重载时能平稳启动不溜钩，且能长期低速运行(速度达0.05m/min)，准确对位，轻载时能高速运行的位能性负载高调速比变频系统。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型之目的在于提供一种结构简单、可靠性高、无级调速、工作平稳、安全，又可实现1∶50高调速并低速运行、准确对位；高速运行，提高工效的变频电机以及应用于起重机械位能性负载的变频调速系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变频电机，包括电机转子、鼠笼式导电条和套于转子外的定子，其特征在于所述定子的槽数为60～80槽，节距为6～10，每极每相槽数q为2～5。

最好优选技术方案为当所述定子的槽数为72槽，节距为8，每极每相槽数q为3。5次、7次谐波的绕组系数及谐波磁势含量都很低。

为减小低频运行转矩脉动幅，所述电机转子电感L2为0.003～0.004亨，转子电阻R2为0.2～0.3欧

较优选的方案为当电机转子电感L2为0.0035亨，转子电阻R2为0.23欧时效果尤为突出。

本实用新型还提供一种起重机械位能性负载的变频调速系统，包括上述变频电机，

联动操作台，用于发出控制方向、紧急停车和故障复位及控制速度的给定频率信号的主令信号的联动操作台；

PLC可编程序控制器，用以与联动操作台连接的接受联动操作台主令信号；

变频器，内置变频器数字量接口模块，接受PLC可编程序控制器的主令信号，输出机械抱闸信号，

联动操作台与PLC可编程控制器连接，变频器数字量模块及变频器与PLC可编程控制器连接，变频电机与变频器联接，所述可编程控制器输出与变频器的三个输入端子相连，变频器的输出信号直接控制抱闸控制继电器，所述联动操作台主令信号发出运转指令输入到PLC可编程序控制器的输入开关，经PLC可编程序控制器程序处理后通过输出开关输入到变频器的外部变频器数字量指令卡，变频器接收数字量信号后，自动转化为0～10V模拟量传给变频器。

优选地，所述变频器数字量接口模块为变频器数字量接口模块DI-16H2。

所述变频电机的电机轴装有增量型旋转编码器，变频器内设有与编码器相连的编码器接口板PG-X2。

进一步，所述变频系统设有输入可编程控制器的重载保护程序、轻载保护程序、重载超速保护程序、轻载超速保护程序、上限保护程序、下限保护程序、变频器故障保护程序、制动单元保护程序的安全保护模块。

与已有的传统的调速装置相比较，本实用新型具有如下优点：

(1)目前普通变频电机负载特性如附图1a所示，其基频为50Hz，5～50Hz为恒转矩调速，电机输出额定转矩，50～100Hz为恒功率调速，在5Hz以下，电机输出转矩大大低于额定转矩，因而电机难以实现重载启动，易发生溜钩现象，不能长期低频稳定运行。在50～100Hz恒功率段，允许负载转矩反时性下降，往往会出现空中起吊加速力矩不够的现象。本实用新型变频电机负载性能如附图1b所示能够在2～20Hz内保持恒转矩，20～100Hz保持恒功率，同时降低基频电压，以提高高速加速转矩。

(2)现有技术位能性负载传动方式采用转子串电阻、涡流调速、变极调速等，其传动系统机械特性软，调速范围狭窄，整个系统速度的稳定性和调速精度较差；起制动不平稳，对整机钢结构冲击很大，而本实用新型变频系统则很容易实现无级调速，其起动加速、减速制动、停止以及换向均十分平稳，对起重机械的机构、钢结构的冲击小，从而提高了起重机械的使用寿命。