塔式起重機是建筑工地上應用得十分廣泛的一種起重機

 械，采用變頻器拖動(dòng)三相異步電機的控制方式取代傳統

 調速方式，可以從根本上解決天車(chē)故障率高的問(wèn)題，而

 且技術(shù)先進(jìn)、節能顯著(zhù)，是塔式起重機理想的傳動(dòng)控制

 裝置。

一、概述

   塔式起重機是建筑工地上應用得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(xiàn)式電機串電阻的

 方法啟動(dòng)和調速。由于長(cháng)期重載運行，頻繁正、反轉，

 沖擊電流很大，再加上有些場(chǎng)合工作環(huán)境差，電機的滑

 環(huán)、炭刷及接觸器經(jīng)常損壞，接觸器的觸頭燒毀、炭刷

 冒火、電機及電阻燒毀現象時(shí)有發(fā)生，線(xiàn)路復雜，回轉

 機構的軸承經(jīng)常需要更換，由于主卷?yè)P機構大多是由兩

 個(gè)電機工作在一個(gè)軸上，高速電機處于工作狀態(tài)、則低

 速電機處于制動(dòng)狀態(tài)，始終處于一個(gè)工作、一個(gè)制動(dòng)的

 矛盾中，在由快速向慢速轉換時(shí)機械沖擊大，經(jīng)常發(fā)生

 打齒現象，曾經(jīng)出現過(guò)貨物已經(jīng)定位，工人已經(jīng)扶住纜

 繩，再由快速向慢速切換時(shí)，發(fā)生打齒現象，慢速電機

 制動(dòng)失靈，非常危險。偶爾也會(huì )出現折軸的現象，故障

 率較高，對生產(chǎn)影響很大，維修量及維護費用也很高。

 由于異步電機有著(zhù)無(wú)可倫比的優(yōu)點(diǎn)：結構簡(jiǎn)單堅固、價(jià)

 格便宜、易于維護，因此采用變頻器拖動(dòng)三相異步電機

 的控制方式取代傳統調速方式，可以從根本上解決天車(chē)

 故障率高的問(wèn)題，而且技術(shù)先進(jìn)、節能顯著(zhù)，是塔式起

 重機理想的傳動(dòng)控制裝置。

二、工作原理

1.大車(chē)運行機構：用于拖動(dòng)整臺起重機順著(zhù)工地

做“橫向”運動(dòng)，由電動(dòng)機、制動(dòng)器、減速裝置和車(chē)

輪組成。

2.小車(chē)運行機構：用于拖動(dòng)吊鉤及重物順著(zhù)橋架

做“縱向”運動(dòng)，也由電動(dòng)機、制動(dòng)器、減速裝置和

車(chē)輪組成。

3.提升機構：用于拖動(dòng)重物做上升或下降的起升運

動(dòng)，由電機、減速裝置、卷筒和制動(dòng)器組成。大型起

重機（超過(guò)10噸）有兩個(gè)起升機構：“主鉤”和“副

鉤”，通?！爸縻^”和“副鉤”不能同時(shí)起吊貨物。

4.回轉機構：拖動(dòng)橋臂以軸為中心做旋轉運動(dòng)，由于

防止跑偏，通常由雙電機、減速機構、制動(dòng)器組成。

三、系統配置

在QTZ起重機中，起重量為8噸，提升機構采用Y200L-4

型異步電機，功率30KW，轉速1500rpm；小車(chē)采用

Y112M-4型異步電機，功率4KW，轉速1500rpm；回轉機

構采用Y112M-4型異步電機，功率4KW轉速1500rpm，控

制系統中，PLC主要功能是接受控制臺的指令，并檢測

各種傳感器的信號，執行預先設定好的程序步驟；變

頻器的主要功能是接受PLC指令，按照程序命令調整電

機的速度。

1：主要技術(shù)原理

(1)采用全數字速度傳感器閉環(huán)矢量控制，使系統調速

范圍寬、調速精度高。變頻器在低頻運行時(shí)，也保證

有180％以上額定力矩輸出。最大轉矩為額定轉矩的2

倍，矢量控制實(shí)現的基本原理是通過(guò)測量和控制異步

電動(dòng)機定子電流矢量，根據磁場(chǎng)定向原理分別對異步

電動(dòng)機的勵磁電流和轉矩電流進(jìn)行控制，從而達到控

制異步電動(dòng)機轉矩的目的。具體是將異步電動(dòng)機的定

子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量(勵磁電流)和

產(chǎn)生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同

時(shí)控制兩分量問(wèn)的幅值和相位，即控制定子電流矢

量，這種控制方式稱(chēng)為矢量控制方式。這樣就可以將

一臺三相異步電機等效為直流電機來(lái)控制，因而獲得

與直流調速系統同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。

2：使用變頻時(shí)注意事項：

2.1回轉系統：

主要特點(diǎn)：多采用分別拖動(dòng)方式（即有兩臺電機拖

動(dòng)），調速范圍一般為6：1范圍內；改造方案：采用

變頻專(zhuān)用電機，兩臺電機使用兩臺變頻器，采用TH300

系列，可以采用阿爾法先進(jìn)的主從控制，使控制精度

更精確。

具有領(lǐng)先的阿爾法主／從控制功能的變頻器使兩臺牽

引電機的負荷平衡。TH300系列是采用磁通矢量控制的

新一代變頻器，可在0.5Hz時(shí)產(chǎn)生180％Me轉矩，只需

輸入電機名牌數據，系統通過(guò)自動(dòng)建立精確的電機模

型，在得到準確的轉子速度信號后作為速度環(huán)的反饋

信號，能夠精確控制鼠籠電機的速度和轉矩。TH300系

列變頻器程序具有獨特的主／從控制，從變頻器通過(guò)

輸入輸出口與主變頻器通信，實(shí)時(shí)跟蹤主變頻器的速

度、轉矩和其他故障信息，保證了兩電機負載均衡和

安全運行。

2.2小車(chē)拖動(dòng)系統：

主要特點(diǎn)：只用一臺變頻器，由于行程較短，故調速

范圍較小，一般范圍在4：1。拖動(dòng)方案：采用變頻專(zhuān)

用電機，變頻器型號選擇TH300系列。

2.3 制動(dòng)方式

制動(dòng)方法采用直流制動(dòng)、再生制動(dòng)和機械制動(dòng)相結合

的方法：

A、首先通過(guò)變頻調速系統的再生制動(dòng)和直流制動(dòng)把運

動(dòng)中的回轉或小車(chē)的轉速迅速而準確地降為“0”，待

電磁制動(dòng)器將軸抱住后再取消運行信號；

B、小車(chē)使用的變頻器，由于再生制動(dòng)僅出現在降速過(guò)

程中，再生電能通過(guò)制動(dòng)電阻消耗掉即可。但對于回

轉機構使用的變頻器，由于所需要的制動(dòng)電阻容量較

大，非但體積大，產(chǎn)生的熱量也很大，建議常備用。

C、防止溜鉤：在電磁制動(dòng)器抱住之前和松開(kāi)之后，極

容易發(fā)生重物自由落體下滑現象，

防止溜鉤現象應該注意的主要問(wèn)題是：

（1）電磁離合器在通電到松開(kāi)（或從斷電到抱?。┐?/p>

約需要時(shí)間0.6秒左右（根據型號大小而定）；

（2）重物升降的控制邏輯。

四、系統優(yōu)點(diǎn)

1）一體化方案：采用電動(dòng)機驅動(dòng)與起重邏輯控制有機

結合的方式，省去了原系統中的PLC，減少潛在故障

點(diǎn)，簡(jiǎn)化系統接線(xiàn)、調試簡(jiǎn)單靈活，代表未來(lái)起重機

控制的發(fā)展方向；

2）寬電壓設計更能滿(mǎn)足惡劣的電源環(huán)境；

3）起重機專(zhuān)業(yè)邏輯設計：集多年起重機行業(yè)設計的經(jīng)

驗，設計了專(zhuān)家級、廣泛應用的起升機構的控制和安

全邏輯，包括時(shí)序配合、防溜鉤、等功能，為配套客

戶(hù)提供完美的解決方案。