Как считаем
Статическая мощность подъёма — это работа против силы тяжести с учётом потерь в механизме:
Pст = (Q + mподв) × g × v / η
При разгоне груз дополнительно ускоряется: Pразг = m × (g + a) × v / η, где a = v / tразг. Двигатель берём из стандартного ряда мощностей не меньше статической. Проверяем, что разгон укладывается в перегрузочную способность ПЧ: в тяжёлом режиме это 150 % в течение 60 с.
Если заданы барабан и кратность полиспаста, считаем скорость барабана и нужное передаточное число:
nбар = v × kп × 60 / (π × D), i = nдв / nбар
Ток ПЧ — главный параметр выбора. Danfoss прямо указывает: для кранов ПЧ подбирают по номинальному току двигателя, а не по мощности. У крановых двигателей повышенное скольжение, и ток при той же мощности выше.
Пример расчёта
Эти же значения стоят в калькуляторе по умолчанию.
| Исходные данные | Значение |
|---|---|
| Грузоподъёмность | 2000 кг |
| Масса крюковой подвески или захвата | 50 кг |
| Скорость подъёма | 8 м/мин |
| Время разгона | 2 с |
| КПД механизма (редуктор, барабан, полиспаст) | 0,85 |
| Напряжение сети | 400 В |
| Кратность полиспаста | 2 |
| Номинальная скорость двигателя | 1450 об/мин |
| Результат | Значение |
|---|---|
| Статическая мощность подъёма | 3,15 кВт |
| Двигатель из стандартного ряда — не меньше | 4,0 кВт |
| Номинальный ток ПЧ в тяжёлом режиме — не меньше | 8,28 А (оценка) |
- v = 8,00 м/мин = 0,133 м/с; m = 2 000 + 50,0 = 2 050 кг
- P_ст = m × g × v / η = 2 050 × 9,81 × 0,133 / 0,85 = 3,15 кВт
- a = v / t_разг = 0,067 м/с²; P_разг = m × (g + a) × v / η = 3,18 кВт
- Перегрузка при разгоне = P_разг / P_дв = 3,18 / 4,00 = 79 %
- I_дв ≈ P / (√3 × U × cos φ × η) = 4 000 / (1,732 × 400 × 0,82 × 0,85) = 8,28 А — оценка
Ограничения расчёта
- Инерция ротора и барабана в разгоне учтена не полностью. При очень коротком разгоне (меньше 1 с) закладывайте дополнительный запас.
- Для кранов на открытом воздухе и механизмов с грейфером расчёт делают по нормам на краны — с учётом группы режима работы.
- Ток двигателя, если он не указан, оценивается по типовым cos φ = 0,82 и КПД = 0,85. Для выбора ПЧ берите ток с шильдика.
- Установка ПЧ на кран — это изменение системы управления подъёмным сооружением. На опасном производственном объекте такие работы выполняют по проекту специализированной организации.
Частые вопросы
Почему для подъёма ПЧ берут на ступень мощнее?
Механизм подъёма часто стартует с полным грузом, а при опускании долго работает в генераторном режиме — и ключи, и тормозная цепь нагружены сильнее, чем у конвейера. Danfoss рекомендует в таких случаях брать ПЧ на ступень выше. Особенно если генераторный режим длится больше 120 секунд.
Можно ли обойтись без датчика скорости?
Для тали с небольшой скоростью современные ПЧ работают в векторном режиме без датчика. С датчиком (энкодером) ПЧ держит полный момент на нулевой скорости: груз не проседает при снятии тормоза, а колодки изнашиваются меньше. Для ответственных механизмов подъёма энкодер — стандарт.
Кто управляет механическим тормозом?
ПЧ. Он снимает тормоз только после того, как двигатель создал момент, и накладывает его на нулевой скорости. В большинстве ПЧ для этого есть отдельная функция и релейный выход.
Источники
- Danfoss, «Преобразователи частоты для электроприводов грузоподъёмных кранов»
- Danfoss, Design Guide VLT Brake Resistor MCE 101
- ГОСТ 12139 / IEC 60072 — ряд номинальных мощностей электрических машин
- Приказ Ростехнадзора от 26.11.2020 № 461 — ФНП «Правила безопасности ОПО, на которых используются подъёмные сооружения»
По теме
- Тормозной резистор: как подобрать сопротивление и мощность
- Тормозной ключ ПЧ: как работает и почему горит
- Ремонт преобразователей частоты
Сомневаетесь в расчёте или ПЧ уже вышел из строя? Пришлите данные и фото шильдика — инженер ответит в рабочее время.
Спросить инженера