ES850系列变频器在塔式起重机上的应用 分享:

 

一、行业概述

1、塔式起重机发展

    随着我国城镇化战略政策的推进,以及基础建设的布局,建筑塔式起重机使用越来越普遍,从普通多层建筑到中心城区摩天大楼,以及铁路工程、桥梁工程和水利工程的建设,塔式起重机都有广泛的应用。传统塔式起重机采用工频启动冲击大、效率低和能耗高,越来越不符合现代化的要求,变频调速已经是大势所趋。

    塔式起重机技术越来越趋向于智能和绿色化,起升机构变频器应用已多年,效果良好,但使用面不广。它的优点是调速运行可控,满足长时间运行,实现大力矩零速启动和停机制动,运行平稳无冲击,能延长机械结构和传动系统寿命,延长钢丝绳排绳寿命,同时提高了塔机的安全性。

 

2、塔式起重机变频应用面临的难点

        一是进口变频器依然较贵,国产变频器技术不过关;

       二是变频器一旦出了问题,一般修不了,大多只能换新,变频调速成本过高,一般中小吨位起升机构应用较少,大吨位则较多。

    三是国产变频器控制起升机构,由于低频力矩不够,大都存在启动震动问题,启停过程会有溜钩现象。

    四是很多产品调试复杂,涉及参数太多,并且无法时时监控设备数据信息,故障问题时有发生,控制运行极不稳定。

    不过,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。库马克ES850系列变频器基于行业顶尖的矢量算法和稳定的硬件平台,良好的结构设计,能够很好地满足塔式起重机行业应用需求。

 

二、塔式起重机简介

1、基本构成

    塔式起重机简称塔机或塔吊,动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。其作业空间大,主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。

    主要构成包括:金属结构、工作机构和电气系统三部分。

    金属结构包括:塔身、动臂和底座等。

    工作机构包括:起升、变幅、回转和行走四部分。

    电气系统包括:电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。

 

2、传统控制方式缺点

塔式起重机是建筑工地上应用十分广泛的一种起重机械,传统的控制方式多采用交流绕线式电机串电阻的方法启动和调速,有如下劣势:

        1)  长期重载运行,频繁正、反转,冲击电流很大;

        2)  故障率高,电机的滑环、碳刷及接触器经常损坏,电机电阻烧毁现象时有发生;

        3)  线路复杂,回转机构的轴承经常需要更换;

        4)  效率低,由于主扬机结构大多由两个电机工作在一个轴上,高速电机处于工作状态,则低速电机处于制动状态,始终处于一个工作、一个制动的矛盾中;

        5)  安全系数低,在由快速向慢速转换时机械冲击大,经常发生打齿现象。

 

3、 塔吊的工作原理

     大车运行机构:用于拖动整台起重机顺着工地做横向运动,由电动机、制动器、减速装置和车轮组成。

    小车运行机构:用于拖动吊钩及重物顺着桥架做纵向运动,也由电动机、制动器、减速装置和车轮组成。

    提升机构:用于拖动重物做上升或下降的起升运动,由电机、减速装置、卷筒和制动器组成,大型起动机(超过 10T)有两个起升机构;“主钩”和“副钩”不能同时起吊货物。

    回转机构:拖动桥臂以轴为中心做旋转运动,由于防止跑偏,通常由双电机、减速机构、制动器组成。

    变幅机构:幅度指从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平距离,变幅动作就是指塔吊起重臂上面载重小车的往返运行,通过小车的运行,可以调整吊钩覆盖的幅度范围。

 

三、塔式起重机起升机构对变频器的技术要求

1、低频大力矩输出,满足低频开闸合闸不溜钩;

2、超强过载能力,负载波动时,不会导致故障停车;

3、宽电压范围,满足现场电压大幅波动正常使用;

4、丰富的系统保护功能,能够对因操作错误导致的设备故障信息做及时反馈,确保系统安全运行;

5、丰富的起重行业专用功能,配合系统给定和反馈信号,完成不同的起吊动作;

 

四、系统控制方案及配置

    中小型塔式起重机一般起吊重量为3吨到8吨,系统配置有起升电机、回转电机和变幅电机。控制系统PLC接收控制台指令,并检测各种传感器信号,执行设定好的程序,给变频器发送启停运行控制及速度给定指令,达到完美控制运行效果。

1、电机参数设置:

  

   P63.00 电机额定功率

   P63.01 电机额定电压

   P63.02 电机额定电流

   P63.03 电机额定转速

   P63.04 电机额定转速

   P63.06 设置为2,启动变频器做电机静止自学习

 

2. 起升机构系统接线和参数设置

起升部分采用 37kW 高性能矢量变频器 ES850 系列,接线图如下:

 

                                  

 

                                      

 

 

3.回转机构系统接线和参数设置

回转部分采用 4kW 高性能矢量变频器 ES850 系列,接线图如下:

 

                              

 

                                    

 

4. 变幅机构(小车部分)方案及配置

变幅部分采用 4kW 高性能矢量变频器 ES850 系列,其系统接线图如下:

 

                             

 

                               

 

五、ES850系列塔机专用变频器行业应用优势

1、响应速度快,低频大力矩输出,较好的抑制启动时振动现象;零速抱闸和开闸,彻底杜绝溜钩和倒冲现象发生。

2、精准的电流输出,使载荷、输出功率和运行速度之间的匹配达到较为理想的状态,甚至在机械容许情况下,可以高速运行,提高起料运转效率。

3、变频调速可实现启动和停止制动平稳,机械冲击小,可以延长塔吊整机的使用寿命。

4、高可靠性,密闭电路结构和多层三防漆加厚工艺,防护等级达到IP40,更适应野外恶劣环境。

5、电机输出功率优化,在提高工作效率的同时,可降低能耗,产生很好的经济效益。

6、工业级大尺寸智能液晶键盘显示各种运行参数,便于操作人员时时掌握运行状态信息,可实现远程控制、故障诊断和参数修正。

7、宽电压范围(±20%),满足现场电压大幅波动正常运行。

8、精准的变频控制方案可限制超载或越档作业,从控制系统上防止操作人员粗暴施工和野蛮操作,有效保护工作机构正常运行。

9、塔机能够提升的负载重量与变幅幅度有关,使用变频调速后,可通过小车变幅机构与起升机构的联动,实现不同幅度时的全自动载荷控制。

10、使用变频器限速功能,可以避免钢丝绳松弛时高速绷紧,减少钢丝绳的损耗,防止钢丝绳崩断造成的严重事故。