隨著我國城市化進(jìn)程的加快，建筑機械行業(yè)也迎來了其發(fā)展的黃金期。塔吊作為建筑施工必不可少的機械設(shè)備，產(chǎn)能逐年遞增。
普通塔吊的上升、下降、停機功能都是通過接觸器-繼電器控制來實現(xiàn)，起機瞬間沖擊大，對機械結(jié)構(gòu)和機構(gòu)的損壞較嚴(yán)重;運行速度不可調(diào)，影響施工企業(yè)效益，停車穩(wěn)定性差。
采用變頻控制，可實現(xiàn)塔吊起升的啟動加減速、制動過程的無級調(diào)速，減小了起停機時電機對機械系統(tǒng)的沖擊，提高了電機運行過程中的平穩(wěn)性和舒適感，延長了設(shè)備的使用壽命，極大地提高了工作效率。這個案例中的用戶，就是采用了臺達(dá)起重行業(yè)專用的高性能向量變頻器CH2000，設(shè)備運行效率大增。
1 CH2000變頻器特點
臺達(dá)以新世代驅(qū)動技術(shù)推出起重行業(yè)專用的高性能向量變頻器CH2000，具有大啟動轉(zhuǎn)矩、高過載能力的特性，可滿足沖擊性瞬間負(fù)載及高過載、重負(fù)荷等應(yīng)用，適用于起重、運輸、數(shù)控機床等特殊控制需求。以其優(yōu)越之性能，無瑕之結(jié)構(gòu)，內(nèi)賦大啟動轉(zhuǎn)矩，高過載能力之特性特別適合提升應(yīng)用之沖擊性負(fù)載、重負(fù)荷之應(yīng)用，達(dá)成快速響應(yīng)，平穩(wěn)安全之運行。
高過載能力：超重載單一設(shè)定，高耐受力，電流過載能力150% 60秒;200% 3秒。
大啟動轉(zhuǎn)矩：控制模式FOC+PG可以在極低轉(zhuǎn)速下，產(chǎn)生高達(dá)200%的初始轉(zhuǎn)矩，速度控制穩(wěn)定度高。
快速反應(yīng)性：100%快速響應(yīng)沖擊性瞬間負(fù)載。
彈性化設(shè)定：彈性化設(shè)置轉(zhuǎn)矩輸出與電流限制參數(shù)，保護(hù)設(shè)備不受突發(fā)沖擊而損壞。
減速能源再生：瞬間斷電時，電機可減速至停車以避免損壞，并在電源恢復(fù)時，追速啟動。
雙模控制：感應(yīng)馬達(dá)與永磁馬達(dá)控制雙機一體，可精準(zhǔn)控制位置、速度和轉(zhuǎn)矩。
高速通訊網(wǎng)絡(luò)：提供多種通訊RTU網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線選配卡，支持RS485、Profibus、DeviceNet、EtherNet等通訊協(xié)議。
智慧型邏輯控制：內(nèi)置PLC和CANopen協(xié)議高速通訊總線，可輕易進(jìn)行多形性系統(tǒng)整合。過載能力：額定電流150%可達(dá)60s;200%可達(dá)3s
2 塔吊介紹
塔吊是一種動臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)的起重機。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。由金屬結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動臂和底座等。工作機構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)三部分。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。
3 技術(shù)參數(shù)
案例中的塔吊是一臺平頭塔，位于江西宜春的某施工工地，最大載荷5t，最大幅度50m，詳細(xì)見以下參數(shù)表。
3.1塔吊型號 TC5010
表1 TC5010型號塔吊技術(shù)參數(shù)表
額定起重力矩 | KN·m | 523.8 |
最大額定起重量 | T | 5 |
最大額定起重量最大幅度 | M | 10.68/21 |
最小工作幅度 | M | 3 |
最大工作幅度 | M | 50 |
最大工作幅度起重量 | T | 1 |
起升高度 | M | 37/120 |
起升速度 | m/min | 65.14/32.57/13.04 31.9/15.95/6.38 |
最低穩(wěn)定下降速度 | m/min | ≤7 |
回轉(zhuǎn)速度 | r/min | 0.75 |
變幅速度 | m/min | 38.6/25.2 |
頂升速度 | m/min | 0.4 |
*注：現(xiàn)場使用的兩倍率鋼絲繩，所以最大起重量為2.5t。
3.2起升電動機
電機型號：YZTP120M- 4-J12004
額定功率：15kW
額定電流：29A
額定轉(zhuǎn)速：1467r/min
額定電壓：380V
生產(chǎn)廠家：江西特種電機股份有限公司
數(shù)量：1臺
3.3變頻器：VFD-185CH43A
額定輸出電流：38A
額定輸出容量：30KW
過載能力：額定電流150%可承受 60s;200%可承受3s
載波頻率：5~15kHz
4 應(yīng)用特點
使用了臺達(dá)CH2000變頻器的塔吊相比未使用此變頻器的塔吊具備以下幾方面的應(yīng)用特點：
1、由于建筑機械裝機量大、覆蓋面廣的應(yīng)用的特點，所以建機企業(yè)希望減少設(shè)備使用的難度。這里就采用的VF開環(huán)控制的簡單方式，不需要做自整定以及接駁編碼器線，省去很多中間環(huán)節(jié)。
2、簡單良好的抱閘控制，通過RY2繼電器輸出控制制動器。參數(shù)使用29號功能，放閘頻率根據(jù)現(xiàn)場而定，一般設(shè)置2-3Hz即可。如果開閉閘運行效果不好再使用63號功能將開閉閘分開調(diào)整參數(shù)更加精細(xì)。
3、為提高變頻器運行狀態(tài)的穩(wěn)定將載波頻率降到最低。
4、需要3檔不同速度運行，可通過多段速度功能進(jìn)行實現(xiàn)。
5、應(yīng)用輕負(fù)載提速功能，但負(fù)載判斷交由力矩限制器作專業(yè)判斷，變頻器只需要提供超工頻運行功能即可，本系統(tǒng)最高頻率限制為75Hz運行。如客戶需要變頻器進(jìn)行判斷也可通過變頻器的輕負(fù)載提速功能全部實現(xiàn)。
