一、行業(yè)概述

1、塔式起重機(jī)發(fā)展

    隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略政策的推進(jìn)，以及基礎(chǔ)建設(shè)的布局，建筑塔式起重機(jī)使用越來(lái)越普遍，從普通多層建筑到中心城區(qū)摩天大樓，以及鐵路工程、橋梁工程和水利工程的建設(shè)，塔式起重機(jī)都有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)塔式起重機(jī)采用工頻啟動(dòng)沖擊大、效率低和能耗高，越來(lái)越不符合現(xiàn)代化的要求，變頻調(diào)速已經(jīng)是大勢(shì)所趨。

    塔式起重機(jī)技術(shù)越來(lái)越趨向于智能和綠色化，起升機(jī)構(gòu)變頻器應(yīng)用已多年，效果良好，但使用面不廣。它的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速運(yùn)行可控，滿足長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)大力矩零速啟動(dòng)和停機(jī)制動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)沖擊，能延長(zhǎng)機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)壽命，延長(zhǎng)鋼絲繩排繩壽命，同時(shí)提高了塔機(jī)的安全性。

 

2、塔式起重機(jī)變頻應(yīng)用面臨的難點(diǎn)

        一是進(jìn)口變頻器依然較貴，國(guó)產(chǎn)變頻器技術(shù)不過(guò)關(guān)；

       二是變頻器一旦出了問(wèn)題，一般修不了，大多只能換新，變頻調(diào)速成本過(guò)高，一般中小噸位起升機(jī)構(gòu)應(yīng)用較少，大噸位則較多。

    三是國(guó)產(chǎn)變頻器控制起升機(jī)構(gòu)，由于低頻力矩不夠，大都存在啟動(dòng)震動(dòng)問(wèn)題，啟停過(guò)程會(huì)有溜鉤現(xiàn)象。

    四是很多產(chǎn)品調(diào)試復(fù)雜，涉及參數(shù)太多，并且無(wú)法時(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)信息，故障問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，控制運(yùn)行極不穩(wěn)定。

    不過(guò)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)變頻器技術(shù)日益成熟，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用于中小塔機(jī)已經(jīng)成為可能。庫(kù)馬克ES850系列變頻器基于行業(yè)頂尖的矢量算法和穩(wěn)定的硬件平臺(tái)，良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠很好地滿足塔式起重機(jī)行業(yè)應(yīng)用需求。

 

二、塔式起重機(jī)簡(jiǎn)介

1、基本構(gòu)成

    塔式起重機(jī)簡(jiǎn)稱塔機(jī)或塔吊，動(dòng)臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。其作業(yè)空間大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送及建筑構(gòu)件的安裝。

    主要構(gòu)成包括：金屬結(jié)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分。

    金屬結(jié)構(gòu)包括：塔身、動(dòng)臂和底座等。

    工作機(jī)構(gòu)包括：起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走四部分。

    電氣系統(tǒng)包括：電動(dòng)機(jī)、控制器、配電柜、連接線路、信號(hào)及照明裝置等。

 

2、傳統(tǒng)控制方式缺點(diǎn)

塔式起重機(jī)是建筑工地上應(yīng)用十分廣泛的一種起重機(jī)械，傳統(tǒng)的控制方式多采用交流繞線式電機(jī)串電阻的方法啟動(dòng)和調(diào)速，有如下劣勢(shì)：

        1）  長(zhǎng)期重載運(yùn)行，頻繁正、反轉(zhuǎn)，沖擊電流很大；

        2）  故障率高，電機(jī)的滑環(huán)、碳刷及接觸器經(jīng)常損壞，電機(jī)電阻燒毀現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；

        3）  線路復(fù)雜，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的軸承經(jīng)常需要更換；

        4）  效率低，由于主揚(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)大多由兩個(gè)電機(jī)工作在一個(gè)軸上，高速電機(jī)處于工作狀態(tài)，則低速電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，始終處于一個(gè)工作、一個(gè)制動(dòng)的矛盾中；

        5）  安全系數(shù)低，在由快速向慢速轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)械沖擊大，經(jīng)常發(fā)生打齒現(xiàn)象。

 

3、 塔吊的工作原理

     大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：用于拖動(dòng)整臺(tái)起重機(jī)順著工地做橫向運(yùn)動(dòng)，由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速裝置和車輪組成。

    小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：用于拖動(dòng)吊鉤及重物順著橋架做縱向運(yùn)動(dòng)，也由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速裝置和車輪組成。

    提升機(jī)構(gòu)：用于拖動(dòng)重物做上升或下降的起升運(yùn)動(dòng)，由電機(jī)、減速裝置、卷筒和制動(dòng)器組成，大型起動(dòng)機(jī)（超過(guò) 10T）有兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)；“主鉤”和“副鉤”不能同時(shí)起吊貨物。

    回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：拖動(dòng)橋臂以軸為中心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于防止跑偏，通常由雙電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器組成。

    變幅機(jī)構(gòu)：幅度指從塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線至吊鉤中心線的水平距離，變幅動(dòng)作就是指塔吊起重臂上面載重小車的往返運(yùn)行，通過(guò)小車的運(yùn)行，可以調(diào)整吊鉤覆蓋的幅度范圍。

 

三、塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)對(duì)變頻器的技術(shù)要求

1、低頻大力矩輸出，滿足低頻開(kāi)閘合閘不溜鉤；

2、超強(qiáng)過(guò)載能力，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致故障停車；

3、寬電壓范圍，滿足現(xiàn)場(chǎng)電壓大幅波動(dòng)正常使用；

4、豐富的系統(tǒng)保護(hù)功能，能夠?qū)σ虿僮麇e(cuò)誤導(dǎo)致的設(shè)備故障信息做及時(shí)反饋，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行；

5、豐富的起重行業(yè)專用功能，配合系統(tǒng)給定和反饋信號(hào)，完成不同的起吊動(dòng)作；

 

四、系統(tǒng)控制方案及配置

    中小型塔式起重機(jī)一般起吊重量為3噸到8噸，系統(tǒng)配置有起升電機(jī)、回轉(zhuǎn)電機(jī)和變幅電機(jī)。控制系統(tǒng)PLC接收控制臺(tái)指令，并檢測(cè)各種傳感器信號(hào)，執(zhí)行設(shè)定好的程序，給變頻器發(fā)送啟停運(yùn)行控制及速度給定指令，達(dá)到完美控制運(yùn)行效果。

1、電機(jī)參數(shù)設(shè)置：

  

   P63.00 電機(jī)額定功率

   P63.01 電機(jī)額定電壓

   P63.02 電機(jī)額定電流

   P63.03 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速

   P63.04 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速

   P63.06 設(shè)置為2，啟動(dòng)變頻器做電機(jī)靜止自學(xué)習(xí)

 

2． 起升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)接線和參數(shù)設(shè)置

起升部分采用 37kW 高性能矢量變頻器 ES850 系列，接線圖如下：

 

                                  

 

                                      

 

 

3．回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)接線和參數(shù)設(shè)置

回轉(zhuǎn)部分采用 4kW 高性能矢量變頻器 ES850 系列，接線圖如下：

 

                              

 

                                    

 

4． 變幅機(jī)構(gòu)（小車部分）方案及配置

變幅部分采用 4kW 高性能矢量變頻器 ES850 系列，其系統(tǒng)接線圖如下：

 

                             

 

                               

 

五、ES850系列塔機(jī)專用變頻器行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1、響應(yīng)速度快，低頻大力矩輸出，較好的抑制啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)現(xiàn)象；零速抱閘和開(kāi)閘，徹底杜絕溜鉤和倒沖現(xiàn)象發(fā)生。

2、精準(zhǔn)的電流輸出，使載荷、輸出功率和運(yùn)行速度之間的匹配達(dá)到較為理想的狀態(tài)，甚至在機(jī)械容許情況下，可以高速運(yùn)行，提高起料運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3、變頻調(diào)速可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停止制動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)械沖擊小，可以延長(zhǎng)塔吊整機(jī)的使用壽命。

4、高可靠性，密閉電路結(jié)構(gòu)和多層三防漆加厚工藝，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP40，更適應(yīng)野外惡劣環(huán)境。

5、電機(jī)輸出功率優(yōu)化，在提高工作效率的同時(shí)，可降低能耗，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。

6、工業(yè)級(jí)大尺寸智能液晶鍵盤顯示各種運(yùn)行參數(shù)，便于操作人員時(shí)時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài)信息，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、故障診斷和參數(shù)修正。

7、寬電壓范圍（±20%），滿足現(xiàn)場(chǎng)電壓大幅波動(dòng)正常運(yùn)行。

8、精準(zhǔn)的變頻控制方案可限制超載或越檔作業(yè)，從控制系統(tǒng)上防止操作人員粗暴施工和野蠻操作，有效保護(hù)工作機(jī)構(gòu)正常運(yùn)行。

9、塔機(jī)能夠提升的負(fù)載重量與變幅幅度有關(guān)，使用變頻調(diào)速后，可通過(guò)小車變幅機(jī)構(gòu)與起升機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同幅度時(shí)的全自動(dòng)載荷控制。

10、使用變頻器限速功能，可以避免鋼絲繩松弛時(shí)高速繃緊，減少鋼絲繩的損耗，防止鋼絲繩崩斷造成的嚴(yán)重事故。