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汇川变频器在塔式起重机起升机构的应用


汇川变频器在塔式起重机起升机构的应用

摘要:本文介绍目前国内塔机起升机构几种主要调速方式,指 出了各种方式的优劣和适用范围; 针对 4 绳最大起重量小于等 于 6t 的小中型塔机提出了使用交流变频调速方式,使用汇川 矢量变频器实现,给出了完善的解决方案。 塔式起重机针对建筑施工中的模板工艺而进行研发, 适用 于钢筋混凝土结构的工业与民用建筑施工中建筑材料与构

件 的起重吊运。 1.目前国内起升机构的主要调速方式 起升机构是塔式起重机最重要的传动机构, 目前传统调速 方式下要求重载低速,轻载高速,调速范围大;起升机构调速 方式的优劣直接影响整机性能。 起升机构调速方式选择原则有 三个:首先要平稳,冲击小;其次要经济和可靠,符合国情; 三是要便于维修。 1.1 多速电机变极调速 4 绳最大起重量小于等于 6T 的小中型塔机竞争激烈,成 本控制严格,国内以多速电机变极调速为主,方案简单,应用

较广,常采用 4/8/32 极多速电机实现。 1.2 电磁离合器换档的减速器加带涡流制动的单速绕线 转子电机 该调速方式我国已采用几十年,但现在已逐渐不再使用。 它靠电磁离合器换档改变减速器的速比, 靠带涡流制动的单速 绕线转子电机串电阻获取较软的特性和慢就位速度。 它的优点 是运行比效平稳,调速比可以设计较大。它的缺点较多,首先 电磁离合器一般采用国产机床用产品,寿命短,可靠性差;其 次是不能空中动态变换离合器档位,不然会下滑,这很危险; 三是减速器成本较高。 1.3 普通减速器加带涡流制动的多速绕线转子电机 将上一种方式的电磁离合器换档改为多速电机驱动普通 单速比减速器则是本方式的思路。 相对于多速电机换档冲击大 的缺点, 带涡流制动的多速绕线转子电机可串电阻获取较软的 M-n 特性,起制动和档位切换较平稳,有慢就位速度,功率可 以比鼠笼电机用得大。这种调速方式构造简单,易维护,可靠 性高。目前已成功地解决了涡流制动绕线转子电机散热问题, 大大提高了这种调速方式的可靠性。 目前国内 8~12t 起升机构大多采用这种调速方式,但是

这种电机起制动和换档仍有较大的峰值电流和冲击, 电气控制 系统比较复杂,16t 以上的大吨位起升机构一般不宜再采用这 种调速方式。 1.4 差动行星减速器加双电机 行星减速器的太阳轮由一台电机驱动, 行星架由另一台电 机经行星减速驱动,外轨道的内齿圈固定在起升卷筒上。这就 是差动行星减速器的构造。行星系确定为某一合适参数后,卷 筒转速就取决于两台电机的转速和转向, 同向快速, 反向慢速。 如果是单速电机,每台电机则有正转、反转和停止三种状态与 另一台电机相配,因此速度档位很多。如果用多速电机,速度 档位就更多了,这就是差动调速原理。电机可用鼠笼或变频与 鼠笼相结合,较小吨位用鼠笼,大吨位用变频与鼠笼相结合。 这种方式调速比大,完全能满足重载低速、轻载高速的要求, 而且可靠性高,特别适合于大吨位起升机构。 但差动行星减速器结构复杂,一般要非标设计与生产,加 上双电机,成本较高,控制复杂。主机生产厂家采用的不多。 1.5 变频调速 变频调速是当今最先进的交流调速方式。 随着国际变频器 价格的逐步下降,变频调速技术应用越来越广泛。国内塔机起

升机构的应用已多年,效果良好,但使用面不广。它的优点是 慢就位速度可长时间运行,实现零速制动,运行平稳无冲击, 能延长结构和传动件的寿命,对钢丝绳排绳和寿命大有裨益, 同时提高了塔机的安全性。 但其在起升机构使用面很窄,一是进口变频器仍然较贵, 国产变频器不过关;二是变频器一旦出了问题,一般修不了, 大多只能换新;变频调速由于成本高,一般中小吨位起升机构 应用少,大吨位则较多。变速调速在中小吨位大面积使用,只 有等待国产变频器的崛起。 2.变频器在塔式起重机起升机构的方案 塔式起重机在起升机构中应用变频技术以日本安川变频 器为主,主要应用于中大塔机,同时 4 绳最大起重量小于等于 6T 的小中型塔机竞争激烈,成本控制严格,所以变频器应用 极少。随着电力电子技术的发展,国产变频器技术日益成熟, 价格优势明显,应用于中小塔机已经成为可能。


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