一、行業(yè)概述

1、塔式起重機發(fā)展

    隨著我國城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略政策的推進，以及基礎(chǔ)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(qū)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(tǒng)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(xiàn)代化的要求，變頻調(diào)速已經(jīng)是大勢所趨。

    塔式起重機技術(shù)越來越趨向于智能和綠色化，起升機構(gòu)變頻器應用已多年，效果良好，但使用面不廣。它的優(yōu)點是調(diào)速運行可控，滿足長時間運行，實現(xiàn)大力矩零速啟動和停機制動，運行平穩(wěn)無沖擊，能延長機械結(jié)構(gòu)和傳動系統(tǒng)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(chǎn)變頻器技術(shù)不過關(guān)；

       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(diào)速成本過高，一般中小噸位起升機構(gòu)應用較少，大噸位則較多。

    三是國產(chǎn)變頻器控制起升機構(gòu)，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(xiàn)象。

    四是很多產(chǎn)品調(diào)試復雜，涉及參數(shù)太多，并且無法時時監(jiān)控設備數(shù)據(jù)信息，故障問題時有發(fā)生，控制運行極不穩(wěn)定。

    不過，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)變頻器技術(shù)日益成熟，價格優(yōu)勢明顯，應用于中小塔機已經(jīng)成為可能。庫馬克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，良好的結(jié)構(gòu)設計，能夠很好地滿足塔式起重機行業(yè)應用需求。

 

二、塔式起重機簡介

1、基本構(gòu)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(zhuǎn)起重機。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)、工作機構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分。

    金屬結(jié)構(gòu)包括：塔身、動臂和底座等。

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

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

 

2、傳統(tǒng)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(tǒng)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(diào)速，有如下劣勢：

        1）  長期重載運行，頻繁正、反轉(zhuǎn)，沖擊電流很大；

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

        3）  線路復雜，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的軸承經(jīng)常需要更換；

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

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

 

3、 塔吊的工作原理

     大車運行機構(gòu)：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(gòu)：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(gòu)：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(gòu)；“主鉤”和“副鉤”不能同時起吊貨物。

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

    變幅機構(gòu)：幅度指從塔式起重機回轉(zhuǎn)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(diào)整吊鉤覆蓋的幅度范圍。

 

三、塔式起重機起升機構(gòu)對變頻器的技術(shù)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(xiàn)場電壓大幅波動正常使用；

4、豐富的系統(tǒng)保護功能，能夠?qū)σ虿僮麇e誤導致的設備故障信息做及時反饋，確保系統(tǒng)安全運行；

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，完成不同的起吊動作；

 

四、系統(tǒng)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(tǒng)配置有起升電機、回轉(zhuǎn)電機和變幅電機。控制系統(tǒng)PLC接收控制臺指令，并檢測各種傳感器信號，執(zhí)行設定好的程序，給變頻器發(fā)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(shù)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(zhuǎn)速

   P63.04 電機額定轉(zhuǎn)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(gòu)系統(tǒng)接線和參數(shù)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(zhuǎn)機構(gòu)系統(tǒng)接線和參數(shù)設置

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系列塔機專用變頻器行業(yè)應用優(yōu)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(xiàn)象；零速抱閘和開閘，徹底杜絕溜鉤和倒沖現(xiàn)象發(fā)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(tài)，甚至在機械容許情況下，可以高速運行，提高起料運轉(zhuǎn)效率。

3、變頻調(diào)速可實現(xiàn)啟動和停止制動平穩(wěn)，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(jié)構(gòu)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(huán)境。

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

6、工業(yè)級大尺寸智能液晶鍵盤顯示各種運行參數(shù)，便于操作人員時時掌握運行狀態(tài)信息，可實現(xiàn)遠程控制、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(yè)，從控制系統(tǒng)上防止操作人員粗暴施工和野蠻操作，有效保護工作機構(gòu)正常運行。

9、塔機能夠提升的負載重量與變幅幅度有關(guān)，使用變頻調(diào)速后，可通過小車變幅機構(gòu)與起升機構(gòu)的聯(lián)動，實現(xiàn)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。