一、行業概述

1、塔式起重機發展

    隨著我國城鎮化戰略政策的推進，以及基礎建設的布局，建筑塔式起重機使用越來越普遍，從普通多層建筑到中心城區摩天大樓，以及鐵路工程、橋梁工程和水利工程的建設，塔式起重機都有廣泛的應用。傳統塔式起重機采用工頻啟動沖擊大、效率低和能耗高，越來越不符合現代化的要求，變頻調速已經是大勢所趨。

    塔式起重機技術越來越趨向于智能和綠色化，起升機構變頻器應用已多年，效果良好，但使用面不廣。它的優點是調速運行可控，滿足長時間運行，實現大力矩零速啟動和停機制動，運行平穩無沖擊，能延長機械結構和傳動系統壽命，延長鋼絲繩排繩壽命，同時提高了塔機的安全性。

 

2、塔式起重機變頻應用面臨的難點

        一是進口變頻器依然較貴，國產變頻器技術不過關；

       二是變頻器一旦出了問題，一般修不了，大多只能換新，變頻調速成本過高，一般中小噸位起升機構應用較少，大噸位則較多。

    三是國產變頻器控制起升機構，由于低頻力矩不夠，大都存在啟動震動問題，啟停過程會有溜鉤現象。

    四是很多產品調試復雜，涉及參數太多，并且無法時時監控設備數據信息，故障問題時有發生，控制運行極不穩定。

    不過，隨著電力電子技術的發展，國產變頻器技術日益成熟，價格優勢明顯，應用于中小塔機已經成為可能。庫馬克ES850系列變頻器基于行業頂尖的矢量算法和穩定的硬件平臺，良好的結構設計，能夠很好地滿足塔式起重機行業應用需求。

 

二、塔式起重機簡介

1、基本構成

    塔式起重機簡稱塔機或塔吊，動臂裝在高聳塔身上部的旋轉起重機。其作業空間大，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件的安裝。

    主要構成包括：金屬結構、工作機構和電氣系統三部分。

    金屬結構包括：塔身、動臂和底座等。

    工作機構包括：起升、變幅、回轉和行走四部分。

    電氣系統包括：電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等。

 

2、傳統控制方式缺點

塔式起重機是建筑工地上應用十分廣泛的一種起重機械，傳統的控制方式多采用交流繞線式電機串電阻的方法啟動和調速，有如下劣勢：

        1）  長期重載運行，頻繁正、反轉，沖擊電流很大；

        2）  故障率高，電機的滑環、碳刷及接觸器經常損壞，電機電阻燒毀現象時有發生；

        3）  線路復雜，回轉機構的軸承經常需要更換；

        4）  效率低，由于主揚機結構大多由兩個電機工作在一個軸上，高速電機處于工作狀態，則低速電機處于制動狀態，始終處于一個工作、一個制動的矛盾中；

        5）  安全系數低，在由快速向慢速轉換時機械沖擊大，經常發生打齒現象。

 

3、 塔吊的工作原理

     大車運行機構：用于拖動整臺起重機順著工地做橫向運動，由電動機、制動器、減速裝置和車輪組成。

    小車運行機構：用于拖動吊鉤及重物順著橋架做縱向運動，也由電動機、制動器、減速裝置和車輪組成。

    提升機構：用于拖動重物做上升或下降的起升運動，由電機、減速裝置、卷筒和制動器組成，大型起動機（超過 10T）有兩個起升機構；“主鉤”和“副鉤”不能同時起吊貨物。

    回轉機構：拖動橋臂以軸為中心做旋轉運動，由于防止跑偏，通常由雙電機、減速機構、制動器組成。

    變幅機構：幅度指從塔式起重機回轉中心線至吊鉤中心線的水平距離，變幅動作就是指塔吊起重臂上面載重小車的往返運行，通過小車的運行，可以調整吊鉤覆蓋的幅度范圍。

 

三、塔式起重機起升機構對變頻器的技術要求

1、低頻大力矩輸出，滿足低頻開閘合閘不溜鉤；

2、超強過載能力，負載波動時，不會導致故障停車；

3、寬電壓范圍，滿足現場電壓大幅波動正常使用；

4、豐富的系統保護功能，能夠對因操作錯誤導致的設備故障信息做及時反饋，確保系統安全運行；

5、豐富的起重行業專用功能，配合系統給定和反饋信號，完成不同的起吊動作；

 

四、系統控制方案及配置

    中小型塔式起重機一般起吊重量為3噸到8噸，系統配置有起升電機、回轉電機和變幅電機。控制系統PLC接收控制臺指令，并檢測各種傳感器信號，執行設定好的程序，給變頻器發送啟停運行控制及速度給定指令，達到完美控制運行效果。

1、電機參數設置：

  

   P63.00 電機額定功率

   P63.01 電機額定電壓

   P63.02 電機額定電流

   P63.03 電機額定轉速

   P63.04 電機額定轉速

   P63.06 設置為2，啟動變頻器做電機靜止自學習

 

2． 起升機構系統接線和參數設置

起升部分采用 37kW 高性能矢量變頻器 ES850 系列，接線圖如下：

 

                                  

 

                                      

 

 

3．回轉機構系統接線和參數設置

回轉部分采用 4kW 高性能矢量變頻器 ES850 系列，接線圖如下：

 

                              

 

                                    

 

4． 變幅機構（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，其系統接線圖如下：

 

                             

 

                               

 

五、ES850系列塔機專用變頻器行業應用優勢

1、響應速度快，低頻大力矩輸出，較好的抑制啟動時振動現象；零速抱閘和開閘，徹底杜絕溜鉤和倒沖現象發生。

2、精準的電流輸出，使載荷、輸出功率和運行速度之間的匹配達到較為理想的狀態，甚至在機械容許情況下，可以高速運行，提高起料運轉效率。

3、變頻調速可實現啟動和停止制動平穩，機械沖擊小，可以延長塔吊整機的使用壽命。

4、高可靠性，密閉電路結構和多層三防漆加厚工藝，防護等級達到IP40，更適應野外惡劣環境。

5、電機輸出功率優化，在提高工作效率的同時，可降低能耗，產生很好的經濟效益。

6、工業級大尺寸智能液晶鍵盤顯示各種運行參數，便于操作人員時時掌握運行狀態信息，可實現遠程控制、故障診斷和參數修正。

7、寬電壓范圍（±20%），滿足現場電壓大幅波動正常運行。

8、精準的變頻控制方案可限制超載或越檔作業，從控制系統上防止操作人員粗暴施工和野蠻操作，有效保護工作機構正常運行。

9、塔機能夠提升的負載重量與變幅幅度有關，使用變頻調速后，可通過小車變幅機構與起升機構的聯動，實現不同幅度時的全自動載荷控制。

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