大家好！

原来升降机有一个老的驱动系统，使用的是双速电机，该升降机有两个档位，慢速每分钟0.93米，快速每分钟5.2米

快慢速功率是30/5 KW(快速30KW，慢速5KW)额定负载是    32T(吨)

现在的想法是直接干掉慢速姚组，不再使用接触器进行快慢调速了，而是直接使用变频器来驱动快速姚组进行调频从而进行快慢速的调速。

在讨论之前先说明一下设想：如果改造为变频控制成为可能，那么控制方式是VC（带编码器的矢量控制）

这里有几个问题想讨论一下：

1，直接使用快速姚组进行调频控制时，在满载启动时是否会力矩不足？

2，满载条件下运行频率在15HZ左右时会不会力矩不足？（额定频率50HZ）

3，原来快速是2740RPM/每分钟，慢速是430RPM/每分钟,50HZ，奇了难 道 快速姚组是2极的？

4，这样的负载，这样的电机使用变频器控制快速姚组来实现快慢速的调速是否有问题？可行性如何？希望大家多多指教！！

希望大家多多指教：

@yming @kdrjl 下面是电机名牌

 

问题补充一下：原来老的双速控制是每次运行都是先慢速启动再切换到快速运行的！也就是说在快速之前都是慢速。

如果确定可以使用变频控制：有如下新问题？

从下面的电机名牌信息可以看出快速启动电流是239A,30KW的电机，使用变频器控制以后这个启动电流理论上应该只需要额定电流的115%就可以？这个与变频器的选型有关系，所以补充一下信息。

 

 

 这个想法会不会太异想天开了？

希望各位版主指导指导！

这里的问题关键是变频调速的原理和双速电机的调速原理要搞清楚。否则就不符合客观规律性了。想法自然要符合原理才是可行的。否则就是天方夜谭。

双速电机的调速原理是什么？度娘如是说：

双速电机属于异步电动机变极调速，是通过改变定子绕组的连接方法，达到双速电机改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速。双速电机的变速原理是: 电机的变速采用改变绕组的连接方式，也就是说用改变电机旋转磁场的磁极对数来改变它的转速。

变频电机的调速原理是什么？我说：是通过改变电机的运行频率来改变转速的。嘻嘻

依托的基本理论，转速平衡方程式：

n1=60f/p - - - -（公式1）；

式1中n1是交流异步电机的同步转速。

由公式可知，若想改变交流异步电机的同步转速n1，就是两种途径，要么变频f，要么变极对数P。

再来一个交流电机的著名平衡方程式（输出功率）：

P = n * M / 9550 - - - （公式2）

式2中：P_kW；n_rpm；M_Nm

楼主可以把自己的双速电机额定转速和额定功率代入公式2，计算出双速电机的额定输出转矩，就可以知道自己的想法是否可行了。

30kW的额定转矩是95.5Nm，5kW的额定转矩也是95.5Nm。

OK，由此说明，楼主的问题一点都不离谱。用30kW高速绕组全频段变频调速，干掉5kW低速绕组。而且就是VC控制即可。

另外，楼主若想@一个人，一定要使这个@改变成蓝色才会有效，黑色说明没有生效，被@方看不见。

正确的@操作：@+昵称+空格+文字。缺一不可。

K版！

这个电机快速姚组50HZ  2740RPM/min说明是2极的电机，这个在低频时会不会太软无力？主要担心这个问题！

K版！

我可能描述的不是很清楚！我再补充一下问题：1，这个双速电机的姚组是两个完全不同的姚组，快速姚组30KW 50HZ 2740RPM  接法为D接，慢速姚组5KW 50HZ  430RPM 接法为Y接。

这里按照我的理解快速应该是2极的电机？慢速应该是10极的电机？

如果30KW的快速姚组运行在6HZ能不能达到慢速姚组的转矩能力？

K版！

根据公式计算：

快速姚组转矩=9550*30/3000

= 95.5Nm

慢速姚组转矩=9550*5/500

= 95.5Nm

我的理解是按照这个公式来计算他们在工频条件下是这样的，都是95.5Nm 那么现在干掉慢速姚组，直接使用快速姚组，例如让快速姚组运行在500转的速度下转矩线性会是怎么样的？你认为可以在5-50HZ频段之间进行满转矩调速吗？

我现在主要担心低频条件下转矩特性不好，担心在启动的一瞬间溜车！如果速度加起来以后理论上是没有问题的。

设计我不懂，不过楼主既然对起重机这么感兴趣，那应该去了解了解起重设计规范，以及起重电机与普通电机的区别

其实，我的那个发言都把问题给推导了。对于30kW电机和5kW电机，他们的额定转矩是一样的，额定转速不同，所以启动的出力运行的出力，恒转矩特性区输出特性是完全一致的。

为什么要设置高低速呢？因为是想获得在控制上的低速性能。因为过去交流异步电机没有变频控制。现在变频器已经普及了，因此低速区的转矩特性完全有保证。

很奇怪的是，你前几天有一个零速满转矩的帖子，自己不是已经做过实验了吗？为什么对此楼的问题如此没有信心呢？

这个双速电机，额定转速与同步转速之比（滑差），真够邪乎的，说明这个电机很旧吧？如果是老电机，一定要注意它的绝缘绕组的等级，是B级绝缘还是F级以上绝缘，如果是B绝缘，不能直接用变频器控制，在变频器与双速电机之间要加输出正弦波电抗器！

启动一瞬间的溜车原因不在变频器的能力如何，而在于你的控制结构和方法。因为原系统直起可以不溜车，加变频器改造以后也能做到。

其实，我的那个发言都把问题给推导了。对于30kW电机和5kW电机，他们的额定转矩是一样的，额定转速不同，所以启动的出力运行的出力，恒转矩特性区输出特性是完全一致的。

//是的！！

为什么要设置高低速呢？因为是想获得在控制上的低速性能。因为过去交流异步电机没有变频控制。现在变频器已经普及了，因此低速区的转矩特性完全有保证。

//是这样的，K版说的与我们的情况一模一样

很奇怪的是，你前几天有一个零速满转矩的帖子，自己不是已经做过实验了吗？为什么对此楼的问题如此没有信心呢？

//关键是没有这样使用过，所以请教一下K版

K版！

的确是一个老电机，1998年生产制造的。欧洲的。

绝缘等级是F级的：下面电机信息说明了是 INS CLASS  F

 

 

起重电机的设计是断续工作制。

一般在HD40-60%，也就是说每运行一段时间就需要休息一段时间。

起重机特性，频繁启动，需要启动转矩大，频繁调速，发热量相对比其他应用要大一些。其他应该差别不大。

我们这次的想法主要是改造原有的设计，需要请教一下有经验的专家！毕竟电机太老，也没有实际应用案例，不知道低频特性是不是也可以满转矩。

所以才请K版指教一下！

 

不过我不明白老外这样设计的目的是什么？慢速是12极的姚组，快速是2极的姚组，这样的设计是为了减小电机的体积吗？

哦，这样呀。其实你应该自己去展示自己的设计，理论计算与验证。然后让别人去点评你的作品。那多自信呀。嘻嘻。

F级绝缘就无所谓了，直接上变频器即可。就按照通常的起重机控制设计即可。

K版！

原来的控制是先慢速把负载提起来，然后切换到快速，并且都是工频运行，现在直接干掉慢速姚组使用快速姚组全频段调速，因为姚组的极对数不一样，我感觉在启动的一瞬间理论上快速姚组的转矩应该是比慢速姚组的转矩要低或者响应会软一些？

不知道实际上会是如何？

老外设计的东西，也是很实际的。这里技术的先进性，成本，使用环境和地区等等，也是一个系统工程，需要权衡各个方面。不是一味地先进就是好。高大上使用在恰到好处，使用在刀刃上。老外也不是有钱就任性的。当然，如果是西门子，个别的产品就另当别论了。因为是控制的本家，所以在西门子有些部门，高大上的产品应用于50%的功能都不到。他们更注重展示自己产品的性能和品质。这是两个问题。

侧重点不同，设计的系统方案也不同。只要满足需求，有些原始的技术方法照用。这个无可厚非。

同样的95nm力矩，高速启动和低速启动时的带载能力差别是很大的，用变频器的话，带负载会启动不了

K版！

我这里还有一个问题。

慢速姚组12极，5KW，快速姚组2极30KW

理论上快速姚组运行在6HZ左右的速度就是原来慢速姚组的额定速度，但是原来慢速姚组是12极的，转矩会大一些？，现在快速姚组是2极的在同样速度下转矩应该是会软一些？，运行在同样的速度没有任何区别？

快慢速的负载一样32T，只是速度不一样，慢速是0.9米左右，快速是5.2米左右.现在主要是不理解这个电机极数的不同对速度以及转矩的影响是多大？

这个也正是我所担心的问题，主要问题是在满载低频启动这里了！

能否详细说说你的见解？

谢谢！

同样的95nm力矩，高速启动和低速启动时的带载能力差别是很大的，用变频器的话，带负载会启动不了

//理论上把快速姚组改为变频驱动，也是先慢速启动然后慢慢的加速。不会直接就上50HZ

我真不知道，你是如何理解电机控制恒转矩特性的？矢量控制不是等同于（类似于）直流控制吗？那么不管电机的转速在什么位置，只要小于或等于电机的额定转速，它们的额定转矩是相同的，启动特性会不一样？道理何在？

难道非让我画出这两台电机得机械特性曲线做个比较吗？看来不是电机或传动专业的？

作为从事技术专业的工程师，就不能凭脑子想当然了。要提出问题，在书中去找理论支持，找不到或想不明白，说明还是没有理论的支撑，那么好，因为理论来源于实践，你可以去实践中去求真，再作出自己的总结，就可以指导自己今后去解决相同的问题了。理论不一定都是来自于书本，也可以来自于自己实践的总结。

问题不反对刨根问底的问，但反对不做分析的问。像此楼讨论，到现在，楼主是否搞明白了电机传动的机械特性呢？你是如何理解电机等转矩特性的呢？

书本上的基本定义，不是凭空想出来的，它是人们在长期的实践中，总结出来的一般性规律。注意：一般性规律。电机的恒转矩特性！

K版！

你说的对！

任何设计都应该有理论的支撑！否则就是盲人摸象！

这里我的问题主要是没有过这样的实际的应用，表现的非常没有信心！

楼主是否搞明白了电机传动的机械特性呢？你是如何理解电机等转矩特性的呢？

//理论上同样功率的电机，极数不一样，转速不同，输出转矩也就不同，但是输出功率相同。

我的理解，他们的输出功率是一样的，但是一个表现在速度快，一个表现在速度慢，这样就涉及到到速度与转矩的曲线问题，他们在相同的速度条件下，他们的力矩可以做到一样吗？

K版！

从你本楼的指导内容来看，我的理解是基本上你认为是可以实现这个要求的。

我的问题在于升降机是超重载应用特性。可又翩翩是一个2极的电机，这不一下子没有信心了。

主要担心来源是低频重载启动

K版！

非常感谢你的一直跟帖！非常感谢您！我到目前为止，我认为理论上是没有任何问题的是可以实现的，如果它一开始就是一个变频专用电机，可能我就不会有这么多的啰里啰嗦的不着边际的问题了。让你见笑了！

首先是这个电机比较老旧，然后又是一个双速电机，让人觉得意外的是转差率如此之大。各种各样的怀疑只是因为没有相关的工程经验作为支撑，由于担心失败，所以在这里啰里啰嗦的再三而三反复的描述同一个问题。

所以我目前认为是可以实现变频调速来控制这个电机的快速姚组来实现满转矩提升负载的，所以我决定大胆迈出一步，接下这个活来练练手！

谢谢！

这种双速电机没用过。操作过程也没看过。

起重不像其他电机可以空载使用软启。所以使用双速是从前的不二选择。

但工频直启，电流可以达到额定电流6-7倍。变频器的容量要足够，才能提供必要的启动转矩。

Y版！

准备用一个45KW的变频器来驱动这个30KW的电机

原来的资料显示启动电流237A

变频调速就不会有这么大的启动电流了，80A应该可以了！

如果是我，我就会直接使用VC方案。当然没问题。

看过y版的发言吗？那个被我封精的35楼的帖子。那个发言，其实说明了两个问题。

第一个，为什么老外要设计双速电机的方案来针对重载起升？就是利用低速电机的工频直起实现满转矩启动，因为没有交流调速器，这是最好的办法。你如果用高速电机直起，那启动电流就太大了。

第二个，既然是低速电机直起能解决问题，变频启动亦可。满转矩的启动，采用VC控制，8Hz不会有压力。理论是1Hz都是可以的，8Hz绰绰有余。

ok，通过本楼的讨论，反正我到目前已经对你的问题有了了解了。而且，我认为没有悬念。

仅供参考。

这样就很好。因为理论上能解释得通，就要实践一下。通过这个活儿，你就会对起升机的控制，有了一个更深刻的认识。这就是技术储备。日积月累，厉害了。哈哈

如果是我，我就会直接使用VC方案。当然没问题。

//谢谢你的经验！

看过y版的发言吗？那个被我封精的35楼的帖子。那个发言，其实说明了两个问题。

//看了，第一个是因为当时的技术问题，主要还有一个原因就是成本的问题，一直到现在都有双速电机在使用，因为一台带变频器调速的起重机价格要贵35%左右，这个不符合中国市场。在发达国家可能变频会使用的更加广泛一些

第一个，为什么老外要设计双速电机的方案来针对重载起升？就是利用低速电机的工频直起实现满转矩启动，因为没有交流调速器，这是最好的办法。你如果用高速电机直起，那启动电流就太大了。

//对的，高速绕组的启动电流是239A，一个30KW的起重电机启动电流就239A，如果有10台8台这样的电机同时启动估计就要跳主电源开关了。这个有一点像我上学时说的星三角启动，但这个是不是星三角。而是两个不同的姚组。

第二个，既然是低速电机直起能解决问题，变频启动亦可。满转矩的启动，采用VC控制，8Hz不会有压力。理论是1Hz都是可以的，8Hz绰绰有余。

//有了专家的经验支持，现在更加有信心了！

ok，通过本楼的讨论，反正我到目前已经对你的问题有了了解了。而且，我认为没有悬念。

//谢谢！我会通过实践来验证！

仅供参考。

//没有问题，具体我们还会通过各种各样苛刻的条件测试，确定100%可靠才会交付使用

这样就很好。因为理论上能解释得通，就要实践一下。通过这个活儿，你就会对起升机的控制，有了一个更深刻的认识。这就是技术储备。日积月累，厉害了。哈哈

//谢谢专家的支持与鼓励！感谢您的理论支持，我接下来会进行测试，不过这个项目不会太快执行，但是只要有新的信息，我会及时的分布上来与大家共享，！谢谢！

我想这种设计的原因就是考虑在直接启动的情况下利用低速时的高转矩特性，先将电机启动到一个合理速度，这个时候的速度可以满足切换到高速时仍然可以获得负载需要的转矩，因此才设置这种双速电机的。

事实上查看一下交流电机的机械特性会更好理解这个问题。

而且这个设备应该还有减速机吧！

是的！还配置了一个减速机的。

我这边使用的行车，都是使用双速的，一般只是在行走机构使用变频器来实现双速控制，要求低一点，对于吊钩还是使用双速电机，双速电机控制如果接触器选型合适情况下，用起来还是比较稳定可靠，毕竟吊着东西如果出现问题，还是很麻烦的事情。

使用变频器改造原理是可行的，到底使用的怎么样，具体还是需要实践来检测了，楼主我们都拭目以待了。你第一个吃螃蟹。

提升用双速电机，整体来说有两个弱点，第一启动电流大，不利于节能，第二由于是有级调速，不会像变频调速那样的无级调速那么平滑，所以在启停过程中对钢结构的冲击还是比较大的。考虑到以上的两点所以直接改为变频控制了。毕竟使用接近20年的老设备了，经不起太大的冲击了。

双速电机优点就是简单，系统成本低，上面Y版的回帖已经说明了！！哈哈！

12极绕组除了作为起重机的满负荷启动以限制电流之外，平时的带负荷升降也需要慢速，这个时候电流小，散热不是问题；换成2极电机，变频器就算可以运行在8Hz，但此时的2极电机绕组电流得多大呢？2极绕组相对于12极绕组，感抗减小了不止一倍，电机运行频率又下降了不止一倍，相同转速下的电流差别很大吧？如何散热？

 

 

 

楼主的低速绕组，是12极变极，低速的极对数是6，额定同步转速500rpm；

既然是变频电机，采用强迫风冷是必须的。所以8Hz的连续运行没有问题的。只要电机的额定电流不超载，不怕低速的连续运行。

假如改造以后，慢速会运行在8-10HZ左右，快速档位运行在48HZ左右。

原来的双速电机是轴风扇，改造为变频器控制以后加一个强制风冷风扇。

我也不知道这个30KW的2极电机在8HZ条件下满载电流会去到多少了。就怕45KW的变频器都带不起那就尴尬了

满载8HZ运行，就不确定电流会去到多少，这个对于选型变频器还是比较重要的

从450转到2700转，调速范围1:6还是比较宽的，变频器要选矢量控制型的。低频运行时，变频器输出电压降低，电机电流会超过额定的55A，虽然是F级绝缘，漆包线绝缘层耐温可以到120℃，还是要单独做强制冷却。

原来的控制手柄是反转高速档、反转低速档，0，正转低速档、正转高速档，有点像钻铣床的控制开关; 换成变频器，就是电位无极变速调节了

档位还是不变的，通过变频器的加减速斜坡来进行调频。

简单的说就是两档无级调速。

第一档 按下去 变频器从0~8HZ方向加速，加到8HZ以后一直维持这个速度，按下第二档变频器开始从8-48HZ加速，加到48以后一直维持这个速度，松开按钮以后开始按照斜坡时间减速，加速也是按照斜坡时间加速！

目的就是为了降低载荷冲击，让调速平滑一些而已！

谢谢！

想挑战理论？嘻嘻，想与实际不符。用试验数据说话吧。

还是那个问题。没理解电机的恒转距特性！

为什么包括楼主在内的各位，总是质疑高速电机在低速时发不出额定转矩呢？原因很简单。就是思维还离不开标量控制的模式。西门子的矢量控制完全可以模仿像直流控制那样。矢量控制模型不是摆样子的。只要电机建立等效模型是准确的。额定转速以前的恒转距调速特性就杠杠的。

至此，车轱辘话我就不再重复了。

T=9.55P/n

其实四楼就说明白问题了，，矢量控制没有问题，V/F就不行了，

不仅仅是这一个疑问，还有矢量控制下的电机加减速和正反转如何实现的。这个才是大家疑惑最多的吧。“”变频器的输出电压电流的频率和相序是由空间矢量旋转产生。总之，电压电流的频率和相序都是电机自己转出来的，不需要另加频率发生和相序切换电路。“”
不过楼主也引出了另外一个问题，变频电机和普通电机的区别是什么，除了风扇。

关于矢量控制，我是比较相信带有转子磁极位置反馈的那种伺服电机，调速范围确实很宽。但这种没有转子磁极位置反馈的，单纯靠变频器来识别电机参数就能有很好的低频特性（甚至是零速恒转矩的挖土机特性），而且这个电机的转差率都快到0.1了，识别是否有效呢？

转差率很大的电机，与铁芯材料和槽满率有关系吧？是故意选这样的铁芯还是那时候没有这种材料呢？电机从450转升速到2700转，转差率很小的话，机械特性也会很硬，加速显得突兀有顿挫（看车评多了，呵呵，还是肉一点的好）

惭愧！矢量变频器用得少，唯一一次经验是用丹佛斯的变频器控制二极电机的离心式水泵，做了好久自整定参数，用不久就报警，只好再做一次电机参数自整定

如果有机会，可以尝试西门子的变频器，第三方普通的异步电机，采用矢量控制，做好快速调试，就可以很轻松的在额定转速以内恒转矩驱动调速。转速下限是5Hz的运行频率以上。没有压力。

其实V/F控制也是可以的，因为这种控制的电机转矩是开环的控制，所以，第一，要做好电流截止设置（过电流保护的第一道关），然后，第二，在启动时把频率设定值直接给到30Hz，一样可以满转矩启动的。这样的测试我都做过。所以自信心满满。嘻嘻。

结论就是，工频直起能做到的“重负载”启动，改变频启动亦能做到。如果不行，检查变频器的参数设置或方法。

我们起重机的控制与离心式水泵我不知道区别在哪里，离心式水泵没有实际接触过，不过起重控制要求就是不能溜车，所以就必须在启停时有足够大的转矩。

如果让我用一句话来概括起重机的启停：起重机的启停是起重机驱动控制的黑暗0.5S。

只要速度提起来了就没有问题了，根据K版上面的理论支撑，我认为既然能够满转矩启动那当然就是没有问题的了。控制是VC控制。

K版：

在启动时把频率设定值直接给到30Hz，

//这句话的意思是在启动的一瞬间先给一个短暂的30HZ参考频率提高加速转矩？

如果直接5HZ启动，然后运行在5HZ左右不加速，这样理论上也是可以？

我说的是V/F控制时。要多给。如果是SLVC矢量控制，设置好转矩提升（启动），如果是VC，闭环转速控制，就给多少是多少即可。这个问题还是实际自己去调试和体会即可。

看了半天楼主还是没明白矢量控制，尤其是带编码器的矢量控制。我之前别的帖子也回复你了，说1万个字儿，也不如你录一下输出电流，输出转矩，电机转速，还有励磁电流和转矩电流曲线。放在一张图上，一目了然。你也可以参考lxm650大侠的帖子。他那个炼钢用的氧枪的控制比你这起重机要求精度高多了。

很巧合，今天有人打电话问我，他的一个VC控制系统，启动有时转起不来，有时就转得起来。问我是咋回事？我看过这个系统以后，这个系统是很多年以前的一个6SE70的VC控制系统，电机功率是30kW。启动时，电流比较大，已经达到额定电流。但明显启动很费劲。

这不正是一个重载下的VC控制系统的启动嘛，于是我告诉他们，如果启动费劲，把设定值再提高试试，他们照此操作，就可以顺利启动了，没有再出现启动不起来的现象了。

于是，我想到本问题的重载启动，只要是原系统（低速12极绕组工频直起）可以启动，那么改成变频以后，如果启动费劲，可以两种办法来调试，第一，采用提高设定值的办法，迅速提高启动转矩；第二，也可以采用速度调节器的自适应功能，0-500rpm的速调P参数提高，I参数减小，500-3000rpm范围P参数减小，I参数增加。

这是调试技巧问题了。

 我认为，基本没有可能性！

原因，双速电机是普通电机，不是变频电机，电机是否强制散热，绝缘等级，是否耐电晕都要考虑。要改变频方案那就全换了吧

也考虑过把电机更换了，不过没有合适的电机，因为系统太老了，减速机的接口匹配问题找不到合适的电机。

电机绝缘等级是F级的

散热可以加强制风冷，并且工作制是间歇性工作制，10分钟以内最多运行4-6分钟。实际使用基本上也就是2-3分钟。所以散热方面加强制风冷应该问题不大。

是否耐电晕这个问题就没有考虑过！还请Z版详细解说一下！

谢谢！！