剎車和停止

文章20

起重機(jī)需要可靠的制動系統(tǒng)

在早期的文章中，我們看到，如果嘗試過快地使高慣性負(fù)載減速，則電動機(jī)將充當(dāng)發(fā)電機(jī)，能量將返回變頻器，從而導(dǎo)致過電壓跳閘。有幾種方式可以防止這種情況發(fā)生。有時，使用較低的減速率足以限制返回的能量。

在大多數(shù)變頻器上，可以設(shè)置“自由停車”功能。這將關(guān)閉變頻器，并允許負(fù)載在自己的時間內(nèi)滑行至停止?fàn)顟B(tài)（請參見第6篇文章）。

如果需要快速停止負(fù)載，或者需要控制停止，則可以在大多數(shù)變頻器上安裝制動電阻器，以消耗再生能量（請參閱第14篇文章）

但是在許多情況下，我們想停止并撐住負(fù)載。直流注入不僅會產(chǎn)生制動扭矩，而且還會產(chǎn)生保持扭矩。也就是說，只要施加直流電，轉(zhuǎn)子將保持在固定位置。這在生產(chǎn)過程中很有用，例如，將物品抬起撐住一小段時間然后貼標(biāo)簽。但是，保持轉(zhuǎn)矩會受到限制，長時間的直流注入可能會導(dǎo)致電動機(jī)過熱。如果需要真正好的制動器，則需要機(jī)電抱閘裝置。這些可以是單獨(dú)的單元，也可以（通常）內(nèi)置在電動機(jī)中。通?？梢栽谟嗁忞妱訖C(jī)時選配抱閘組件。

制動器由電磁體操作；也就是說，當(dāng)電流流過控制線圈時，磁場會抬起制動器并使軸自由旋轉(zhuǎn)。因此，如果斷電，制動器將吸合。線圈通常由直流電供電，因此通常需要單獨(dú)的連接和整流器。切記，在切換線圈時，必須正確地確定開關(guān)觸點(diǎn)的額定值，并且必須使用壓敏電阻，阻容或二極管網(wǎng)絡(luò)抑制由開關(guān)產(chǎn)生的電壓。

到目前為止，將電動機(jī)直接連接到電源后，我們就一起為制動器和電動機(jī)供電，然后離開時斷開電源。但是，如果我們使用變頻器，情況會有些復(fù)雜。

首先，我們必須為制動器提供單獨(dú)的電源，因?yàn)樽冾l器為電機(jī)提供的電源電壓和頻率都是變化的，這不適合用在抱閘上。現(xiàn)在，我們必須決定何時釋放制動器。在諸如水平輸送機(jī)的應(yīng)用中，當(dāng)我們啟用變頻器時，釋放制動器，輸送機(jī)將平穩(wěn)啟動。但是，如果我們用起重機(jī)或提升機(jī)進(jìn)行同樣的操作，則在電動機(jī)扭矩建立之前，制動器將被釋放，并且負(fù)載可能會突然下降。

解決此問題的簡單方法是在釋放制動器之前，確保變頻器已啟動并以良好的輸出運(yùn)行。您可以在簡單的變頻器上執(zhí)行此操作，通過變頻器的內(nèi)置繼電器控制制動器，并在變頻器的頻率達(dá)到合適的值時釋放繼電器。 Invertek的E3變頻器將以您選擇設(shè)置的任何電流或頻率閾值打開（或關(guān)閉）繼電器（請參閱P-18設(shè)置6）。注意，您可以將繼電器設(shè)置為有足夠的扭矩，以確保在釋放制動器時變頻器平穩(wěn)承擔(dān)負(fù)載。當(dāng)然，繼電器會在頻率下降時再次切換，您還需要檢查停止的時間點(diǎn)。

對于更嚴(yán)格的應(yīng)用，Invertek P2變頻器具有更好的解決方案。兩個內(nèi)置繼電器中的第二個用于控制制動器?，F(xiàn)在，當(dāng)變頻器在“提升模式”下運(yùn)行并給出啟動命令時，變頻器將其輸出頻率增加到選定值，并保持在該值。扭矩在電動機(jī)中累積，并由變頻器測量。一旦達(dá)到期望值，就通過釋放繼電器釋放制動器。變頻器在短時間內(nèi)保持相同的輸出頻率，以留出時間確保抱閘完全釋放（如果需要），然后將輸出頻率提高到正常運(yùn)行水平。發(fā)出停止命令后，變頻器將頻率降低到預(yù)設(shè)值，在制動器接合時閉合抱閘并保持該頻率，然后將頻率降低到零并關(guān)閉變頻器。此提升順序可確保在受控條件下釋放或閉合抱閘，同時監(jiān)控扭矩。眾所周知，扭矩驗(yàn)證對于起重機(jī)和提升機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。應(yīng)用注釋AN-ODP-2-034提供了更多細(xì)節(jié)，整個過程如圖1所示。