塔式起重机是为建筑施工中的模板技术而研发的,适用于钢筋混凝土结构的工业与民用建筑施工中的建筑材料和构件的吊装。目前的变频器主要应用于塔式起重机起升机构技术中。
目前,我国起重机械的主要调速方式是塔式起重机最重要的传动机构。目前传统的调速方式要求重载低速、轻载高速、调速范围宽。提升机构的调速方式直接影响整机的性能。选择起升机构的调速方式有三个原则:一是要稳定,影响小;其次,要经济可靠,符合国情;第三,便于维修。
1、多速电机变极调速。
四绳最大起重量为6T及以下的中小型塔式起重机的市场竞争十分激烈,成本控制严格。在国内,多速电机主要用于变极调速,简单且应用广泛,常由4/8/32极多速电机实现。
2.电磁离合换挡减速器增加了涡流制动单速绕线转子电机。
这种调速方式在国内已经使用了几十年,但现在已经不用了。它依靠电磁离合器来改变减速器的速比,依靠涡流制动的单速绕线转子电机的串联电阻来获得较软的特性和较慢的落座速度。其优点是运行相对稳定,调速比大。它有很多缺点。首先,电磁离合器一般采用国产机床制造,使用寿命短,可靠性差。其次,离合挡不能在空中动态变化,否则会下滑,非常危险;三是减速机成本较高。
3.普通减速器增加了带涡流制动的多速绕线转子电机。
这种方式的思路是将以前的电磁离合器换挡改为多速电机驱动普通的单减速机。与多速电机换挡冲击大的缺点相比,采用涡流制动的多速绕线转子电机通过串联电阻可以获得软M-n特性,其制动和换挡相对稳定,整定速度较慢,其功率比鼠笼式电机可以使用更多。这种调速方法结构简单,易于维护,可靠性高。目前已经成功解决了涡流制动绕线转子电机的散热问题,大大提高了这种调速方式的可靠性。
目前国内8 ~ 12t的起升机构大多采用这种调速方式,但这类电机在制动换挡时仍有较大的峰值电流和冲击,电控系统复杂,一般不适用于16t以上的大吨位起升机构采用这种调速方式。
4.差动行星减速器+双电机行星减速器的太阳轮由一台电机驱动,行星架由另一台电机通过行星减速驱动,外轨道的内齿圈固定在提升卷筒上。这是差动行星减速器的结构。在行星系统被确定为合适的参数后,滚筒速度取决于两个马达的速度和转向,这两个马达在相同方向上快速,在相反方向上缓慢。如果是单速电机,每台电机有正转、反转、停止三种状态与另一台电机匹配,所以速度档很多。如果使用多速电机,会有更多的速度档位,这就是差速调速的原理。电机或变频可与鼠笼结合,小吨位可采用鼠笼,大吨位可采用变频。这种方式调速比大,完全可以满足重载低速、轻载高速的要求,可靠性高,特别适用于大吨位的起升机构。
但差动行星减速器结构复杂,通常需要非标设计生产。加上双电机,成本高,控制复杂。主机制造商使用的并不多。
5.变频调速变频调速是当今最先进的交流调速方式。随着国际VFD价格的逐渐下降,变频调速技术的应用越来越广泛。塔式起重机的起升机构在国内已经使用多年,效果良好,但应用并不广泛。它的优点是可以在设定速度较慢的情况下长时间运行,实现零速制动,运行平稳无冲击,延长了结构和传动部件的使用寿命,大大有利于钢丝绳的排列和使用寿命,同时提高了塔式起重机的安全性。
虽然目前它在升降机构中的应用还是较为狭窄。首先是因为,进口VFD价格高昂。第二,进口品牌的产品一旦出现问题,一般都无法修复,大部分只能更换;由于变频调速成本高,中小吨位的起升机构很少使用,而大吨位的起升机构较多。国产品牌的应用范畴多集中在中小吨位起升设备。
VFD在塔式起重机提升机构中应用方案。
目前塔式起重机在起升机构中使用的VFD多为进口变频器品牌产品,但主要用于中大型塔式起重机中。但由于进口品牌价格较高,对于最大提升能力为4绳≤6T的中小型塔机,进口品牌并不是首选,成本控制严格。所以现在是国产品牌。随着电力电子技术的发展,国产变频技术日趋成熟,具有明显的价格优势,使其应用于中小型塔式起重机成为可能。