中大型塔式起重機起升機構的調速方式

 

    關鍵詞：起升機構調速方式差動雙驅並聯

 

    起升機構是塔式起重機最重要的傳動機構，它要求重載低速
，輕載高速
，調速範圍大。起升機構調速方式的優劣直接影響整機性能。4繩最大起重量小於等於6t的小中型塔機競爭激烈
，成本控製嚴格
，國內以多速電機變極調速為主，方案簡單，尚能滿足工作需要。8t和8t以上的中大型塔機需要較好的調速性能，調速方式很多，選擇原則有三個：首先要平穩，衝擊小；其次要經濟和可靠，符合國情；三是要便於維修。

 

    1目前國內8～12t起升機構的主要調速方式

 

    1.1電磁離合器換檔的減速器加帶渦流製動的單速繞線轉子電機

 

    該調速方式德國LIEBHERR塔ta機ji應ying用yong較jiao多duo，我wo國guo已yi采cai用yong幾ji十shi年nian，但dan現xian在zai已yi逐zhu漸jian淡dan出chu。它ta靠kao電dian磁ci離li合he器qi換huan檔dang改gai變bian減jian速su器qi的de速su比bi，靠kao帶dai渦wo流liu製zhi動dong的de單dan速su繞rao線xian轉zhuan子zi電dian機ji串chuan電dian阻zu獲huo取qu較jiao軟ruan的de特te性xing和he慢man就jiu位wei速su度du。它ta的de優you點dian是shi運yun行xing比bi效xiao平ping穩wen
，調tiao速su比bi可ke以yi設she計ji較jiao大da。它ta的de缺que點dian較jiao多duo，首shou先xian電dian磁ci離li合he器qi一yi般ban采cai用yong國guo產chan機ji床chuang用yong產chan品pin，壽shou命ming短duan

，可ke靠kao性xing差cha；其次是不能空中動態變換離合器檔位，不然會下滑，這很危險；三是減速器成本較高。

 

    如果我國能開發出較經濟的高壽命電磁離合器

，則仍不失為一種較好的調速方式
，許多用戶已習慣使用電磁離合器。

 

    1.2普通減速器加帶渦流製動的多速繞線轉子電機

 

    將上一種方式的電磁離合器換檔改為多速電機驅動普通單速比減速器則是本方式的思路。

 

    相對於多速鼠籠電機換檔衝擊大的缺點，帶渦流製動的多速繞線轉子電機可串電阻獲取較軟的M-n特性，起製動和檔位切換較平穩
，有慢就位速度（就位檔不宜長時間運行），功率可以比鼠籠電機用得大，一般可到55~75kW。這zhe種zhong調tiao速su方fang式shi構gou造zao簡jian單dan，易yi維wei護hu
，可ke靠kao性xing高gao。經jing過guo反fan複fu探tan索suo
，電dian機ji配pei套tao廠chang幾ji年nian前qian成cheng功gong地di解jie決jue了le渦wo流liu製zhi動dong繞rao線xian轉zhuan子zi電dian機ji散san熱re問wen題ti
，大da大da提ti高gao了le這zhe種zhong調tiao速su方fang式shi的de可ke靠kao性xing。

 

    zhezhongtiaosufangshidedianqikongzhijingguoduonianyingyongyiquchengshu

，caiyongguojizhumingpinpaizaiguoneishengchandejiechuqi
，qishoumingwanquannengmanzuyaoqiu
，chengbenzaibuduanxiajiang
，danshi75kW以上的繞線電機需要的接觸器型號大，大接觸器需求量小，其價格呈不對稱增加，所以大噸位起升機構要想辦法降低接觸器的規格。

 

    目前國內8～12t起升機構大多采用這種調速方式，RCS起qi升sheng機ji構gou實shi際ji上shang就jiu是shi這zhe種zhong方fang式shi，隻zhi是shi構gou造zao更geng複fu雜za一yi些xie，它ta有you兩liang台tai繞rao線xian電dian機ji和he一yi台tai較jiao複fu雜za的de減jian速su器qi。但dan是shi這zhe種zhong電dian機ji起qi製zhi動dong和he換huan檔dang仍reng有you較jiao大da的de峰feng值zhi電dian流liu和he衝chong擊ji，電dian氣qi控kong製zhi係xi統tong比bi較jiao複fu雜za
，16t以上的大噸位起升機構一般不宜再采用這種調速方式。

 

    1.3差動行星減速器加雙電機

 

    行xing星xing減jian速su器qi的de太tai陽yang輪lun由you一yi台tai電dian機ji驅qu動dong，行xing星xing架jia由you另ling一yi台tai電dian機ji經jing行xing星xing減jian速su驅qu動dong，外wai軌gui道dao的de內nei齒chi圈quan固gu定ding在zai起qi升sheng卷juan筒tong上shang。這zhe就jiu是shi差cha動dong行xing星xing減jian速su器qi的de構gou造zao。

 

    行星係確定為某一合適參數後，卷筒轉速就取決於兩台電機的轉速和轉向，同向快速，反向慢速。如果是單速電機，每台電機則有正轉
、反轉和停止三種狀態與另一台電機相配，因此速度檔位很多。如果用多速電機，速度檔位就更多了（可舍棄大部分）。這就是差動調速原理。

 

    電機可用鼠籠或變頻與鼠籠相結合，較小噸位用鼠籠，大噸位用變頻與鼠籠相結合。

 

    這種方式調速比大
，完全能滿足重載低速
、輕載高速的要求，而且可靠性高，特別適合於大噸位起升機構。

 

    但差動行星減速器結構複雜
，一般要非標設計與生產，加上雙電機，成本較高，控製複雜。主機生產廠家采用的不多。

 

    1.4變頻調速

 

    變頻調速是當今最先進的交流調速方式。

 

    隨著國際變頻器價格的逐步下降，變頻調速技術應用越來越廣泛。國內塔機起升機構的應用已多年
，效果良好，但使用麵不廣。

 

    它(ta)的(de)優(you)點(dian)是(shi)慢(man)就(jiu)位(wei)速(su)度(du)可(ke)長(chang)時(shi)間(jian)運(yun)行(xing)，實(shi)現(xian)零(ling)速(su)製(zhi)動(dong)
，運(yun)行(xing)平(ping)穩(wen)無(wu)衝(chong)擊(ji)，能(neng)延(yan)長(chang)結(jie)構(gou)和(he)傳(chuan)動(dong)件(jian)的(de)壽(shou)命(ming)
，對(dui)鋼(gang)絲(si)繩(sheng)排(pai)繩(sheng)和(he)壽(shou)命(ming)大(da)有(you)裨(bi)益(yi)
，同(tong)時(shi)提(ti)高(gao)了(le)塔(ta)機(ji)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。

 

    這麼多好處
，為什麼使用麵窄呢？一是進口變頻器仍然較貴，國產變頻器不過關
；二是變頻器一旦出了問題，一般修不了
，大多隻能換新。

 

    變頻調速由於成本高，一般中小噸位起升機構應用少，大噸位則較多。變速調速在中小噸位大麵積使用
，隻有等待國產變頻器的崛起。

 

    2大噸位起升機構幾種可選用的調速方式

 

    20t及20t以上的大噸位起升機構的調速方式以法國POTAIN為代表。法國POTAIN采用直流調速方式性能很好，但塔機售價太高，超出國內一般的購買能力，不符合中國國情。

 

    那麼，塔機大噸位起升機構選擇什麼調速方式符合國情呢？筆者認為有以下幾種方式可供選擇。

 

    2.1變頻調速

 

    噸(dun)位(wei)越(yue)大(da)，平(ping)穩(wen)性(xing)要(yao)求(qiu)越(yue)高(gao)，所(suo)以(yi)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)是(shi)大(da)噸(dun)位(wei)起(qi)升(sheng)機(ji)構(gou)最(zui)理(li)想(xiang)的(de)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)方(fang)式(shi)，問(wen)題(ti)是(shi)大(da)功(gong)率(lv)變(bian)頻(pin)器(qi)價(jia)格(ge)貴(gui)。如(ru)果(guo)能(neng)將(jiang)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)型(xing)號(hao)減(jian)小(xiao)，豈(qi)不(bu)是(shi)降(jiang)低(di)了(le)成(cheng)本(ben)。怎(zen)樣(yang)將(jiang)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)規(gui)格(ge)降(jiang)低(di)呢(ne)
？筆(bi)者(zhe)認(ren)為(wei)有(you)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)。

 

    2.1.1加寬恒功率段

 

    這種方法國內塔機行業已有應用，就是將恒力矩段從50Hz往下降
，將恒功率段加寬。這樣做的結果是將電機的調速比加大，功率降低。

 

    速比加大，重載速度很低，輕載或空鉤速度很高，完全滿足設計要求；功率降低，變頻器規格變小，成本降低。調速比加大
，並沒有提高減速器的輸入轉速，噪音大小和對減速器的要求沒變。

 

    2.1.2雙速電機變頻

 

    第二種方法是第一種的延續。雙速電機（如4/8極）變頻
，同樣加大了調速比
，降低了功率。如果再輔以加寬恒功率段的第一種方法，雙管齊下
，調速比就更大了
，功率降低效果更明顯。

 

    2.2帶渦流製動的多速繞線轉子電機雙驅並聯

 

    前麵1.2中已提到帶渦流製動的繞線轉子電機一般隻宜到55~75kW，表2中的20t起升機構需要110kW怎麼辦呢？人們自然就會想到雙驅並聯，即用兩套減速電機和兩套電控共同驅動一個卷筒
，隻要考慮一定的折減係數即可。

 

    雙驅並聯卷揚機並不鮮見。將大化小，一分為二，可以利用成熟可靠的較小噸位的減速電機和電控
，便於生產組織和零配件服務；另外，當一套出現故障時還有另一套可提供動力，用於維修和減半的吊裝作業，提高了起升機構的可靠性。

 

    2.3差動行星減速器配雙電機

 

    前麵1.3中已提到該方式特別適合於大噸位起升機構。

 

    3結束語

 

    迄今為止，國內95%以上的需求是2500kNm和2500kNm以下的中小塔機，調速方式絕大多數采用有級調速，無級調速盡管是發展方向，但仍然受到成本等方麵的限製。

 

    bizhezengzuoguozaixicesuan，caiyongrushangsuoshudejianxiaobianpinqixinghaodefangfa
，bianpinwujitiaosudechengbenyudaiwoliuzhidongdeduosuraoxianzhuanzidianjibianjitiaosuchabuduo
，xingnengqueyouhendatigao，kejianyiyizhongda！(end)