塔式起重机是建筑工地上应用得十分广泛的一种起重机械,传统的控制方式多采用交流饶线式电机串电阻的方法启动和调速。由于长期重载运行,频繁正、反转,冲击电流很大,再加上有些场合工作环境差,电机的滑环、炭刷及接触器经常损坏,接触器的触头烧毁、炭刷冒火、电机及电阻烧毁现象时有发生,线路复杂,回转机构的轴承经常需要更换,由于主卷扬机构大多是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,在由快速向慢速转换时机械冲击大,经常发生打齿现象,曾经出现过货物已经定位,工人已经扶住缆绳,再由快速向慢速切换时,发生打齿现象,慢速电机制动失灵,非常危险。偶尔也会出现折轴的现象,故障率较高,对生产影响很大,维修量及维护费用也很高。由于异步电机有着无可伦比的优点:结构简单坚固、价格便宜、易于维护,因此采用变频器拖动三相异步电机的控制方式取代传统调速方式,可以从根本上解决天车故障率高的问题,而且技术先进、节能显著,是塔式起重机理想的传动控制装置。
起重机的基本构件
1.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。
2.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。
3.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。大型起重机(超过10吨)有两个起升机构:“主钩”和“副钩”,通常“主钩”和“副钩”不能同时起吊货物。
4.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。
变频控制的硬件结构
在QTZ起重机中,起重量为8吨,提升机构采用Y200L-4型异步电机,功率30KW,转速1500rpm；小车采用Y112M-4型异步电机,功率4KW,转速1500rpm；回转机构采用Y112M-4型异步电机,功率4KW转速1500rpm,控制系统中,PLC主要功能是接受控制台的指令,并检测各种传感器的信号,执行预先设定好的程序步骤；变频器的主要功能是接受PLC指令,按照程序命令调整电机的速度。
变频器的选型与设置
由于采用PLC为逻辑控制部件,所以变频器和PLC通讯时采用开关量而不用模拟量,SJ300系列使用无速度传感器矢量控制,具有离线、在线自整定功能,可以对任意三相异步电机进行矢量控制。选型时应该根据负载情况选大一档,根据情况选用SJ300-370HFE、SJ300-055HFE,485通讯接口标准配置,便于满足将来进行联网升级的需要。在要求不高的塔吊中,可以不加速度反馈卡为了保证运行精度及运行可靠性,电机速度运行应该采用速度闭环控制,电机转速的检测由和电机同轴的旋转编码器完成,旋转编码器采用欧姆龙,要求1024脉冲、5V电压。为使变频器工作在最佳运行状态,应该对拖动电机做一下自整定设定,变频器遍可以自动识别并储存电机相关的内部参数,使变频器能对该台电机进行最佳控制。附录表一、表二为变频器调整参数。
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