刹车和停止

文章20

起重机需要可靠的制动系统

在早期的文章中，我们看到，如果尝试过快地使高惯性负载减速，则电动机将充当发电机，能量将返回变频器，从而导致过电压跳闸。有几种方式可以防止这种情况发生。有时，使用较低的减速率足以限制返回的能量。

在大多数变频器上，可以设置“自由停车”功能。这将关闭变频器，并允许负载在自己的时间内滑行至停止状态（请参见第6篇文章）。

如果需要快速停止负载，或者需要控制停止，则可以在大多数变频器上安装制动电阻器，以消耗再生能量（请参阅第14篇文章）

但是在许多情况下，我们想停止并撑住负载。直流注入不仅会产生制动扭矩，而且还会产生保持扭矩。也就是说，只要施加直流电，转子将保持在固定位置。这在生产过程中很有用，例如，将物品抬起撑住一小段时间然后贴标签。但是，保持转矩会受到限制，长时间的直流注入可能会导致电动机过热。如果需要真正好的制动器，则需要机电抱闸装置。这些可以是单独的单元，也可以（通常）内置在电动机中。通常可以在订购电动机时选配抱闸组件。

制动器由电磁体操作；也就是说，当电流流过控制线圈时，磁场会抬起制动器并使轴自由旋转。因此，如果断电，制动器将吸合。线圈通常由直流电供电，因此通常需要单独的连接和整流器。切记，在切换线圈时，必须正确地确定开关触点的额定值，并且必须使用压敏电阻，阻容或二极管网络抑制由开关产生的电压。

到目前为止，将电动机直接连接到电源后，我们就一起为制动器和电动机供电，然后离开时断开电源。但是，如果我们使用变频器，情况会有些复杂。

首先，我们必须为制动器提供单独的电源，因为变频器为电机提供的电源电压和频率都是变化的，这不适合用在抱闸上。现在，我们必须决定何时释放制动器。在诸如水平输送机的应用中，当我们启用变频器时，释放制动器，输送机将平稳启动。但是，如果我们用起重机或提升机进行同样的操作，则在电动机扭矩建立之前，制动器将被释放，并且负载可能会突然下降。

解决此问题的简单方法是在释放制动器之前，确保变频器已启动并以良好的输出运行。您可以在简单的变频器上执行此操作，通过变频器的内置继电器控制制动器，并在变频器的频率达到合适的值时释放继电器。 Invertek的E3变频器将以您选择设置的任何电流或频率阈值打开（或关闭）继电器（请参阅P-18设置6）。注意，您可以将继电器设置为有足够的扭矩，以确保在释放制动器时变频器平稳承担负载。当然，继电器会在频率下降时再次切换，您还需要检查停止的时间点。

对于更严格的应用，Invertek P2变频器具有更好的解决方案。两个内置继电器中的第二个用于控制制动器。现在，当变频器在“提升模式”下运行并给出启动命令时，变频器将其输出频率增加到选定值，并保持在该值。扭矩在电动机中累积，并由变频器测量。一旦达到期望值，就通过释放继电器释放制动器。变频器在短时间内保持相同的输出频率，以留出时间确保抱闸完全释放（如果需要），然后将输出频率提高到正常运行水平。发出停止命令后，变频器将频率降低到预设值，在制动器接合时闭合抱闸并保持该频率，然后将频率降低到零并关闭变频器。此提升顺序可确保在受控条件下释放或闭合抱闸，同时监控扭矩。众所周知，扭矩验证对于起重机和提升机的安全运行至关重要。应用注释AN-ODP-2-034提供了更多细节，整个过程如图1所示。