起重機(jī)新技術(shù)（1）

一、 概 述
　隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑施工機(jī)械化水平的不斷提高，對(duì)塔機(jī)的制造質(zhì)量和整機(jī)技術(shù)水平的要求也越來越高。塔機(jī)的各個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所采用的方式、控制系統(tǒng)的技術(shù)水平、用戶的可操作性和可維護(hù)性基本上就體現(xiàn)了整個(gè)塔機(jī)的技術(shù)水平和檔次。而在這幾個(gè)機(jī)構(gòu)中，最為重要也是最具有技術(shù)代表性的是起升機(jī)構(gòu)，它控制功率最大、調(diào)速范圍最寬、出故障后的維修難度也最大。而且該系統(tǒng)在變速過程所產(chǎn)生的機(jī)械沖擊的大小將直接影響塔機(jī)結(jié)構(gòu)件的疲勞損傷程度。
為了改進(jìn)其性能，國(guó)內(nèi)各主機(jī)生產(chǎn)商在起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速控制技術(shù)上以及降低耗能問題已花了許多工夫，得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。從整體上看，絕大多數(shù)采用的是傳統(tǒng)的單電機(jī)傳動(dòng)，以帶渦流制動(dòng)器的繞線式電機(jī)和多極電機(jī)調(diào)速的方案為主。這些傳統(tǒng)的調(diào)速方案，要想達(dá)到較寬的調(diào)速范圍，其途徑不外乎設(shè)計(jì)制造大功率、寬調(diào)速范圍的非標(biāo)電機(jī)，如：采用帶渦流制動(dòng)器的多極繞線式電機(jī)或制作大極差的多速電機(jī)等。由于塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)所需要的較高調(diào)速要求不但給電機(jī)生產(chǎn)廠商帶來了較多的質(zhì)量控制難題，而且也增加了控制回路和電機(jī)的制造成本，降低了系統(tǒng)可靠性。更有甚者，隨著用戶對(duì)塔機(jī)的起吊能力要求越來越大，傳統(tǒng)控制方式已經(jīng)越來越感覺到力不從心，不論是上述技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性，其制造成本以及使用性能等方面也存在一些問題。所以，我們不得不尋求更理想的新的調(diào)速控制技術(shù)。 
鑒于以上的原因，國(guó)內(nèi)外的專業(yè)生產(chǎn)商在塔機(jī)的起升調(diào)速方式上進(jìn)行了較多的新技術(shù)應(yīng)用嘗試，比如：采用多極電機(jī)的調(diào)壓調(diào)速，引進(jìn)變頻調(diào)速等。逐漸地，隨著變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷地被人們認(rèn)識(shí)，它以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)超越了其他的任何調(diào)速方案，其優(yōu)點(diǎn)數(shù)不勝數(shù)，如：零速抱閘，對(duì)制動(dòng)器無(wú)磨損；任意低的就位速度，可用于精確吊裝；速度的平滑過渡，對(duì)機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)件無(wú)沖擊，提高了塔機(jī)的運(yùn)行安全性；極低的起動(dòng)電流，減輕了用戶電網(wǎng)擴(kuò)容的負(fù)擔(dān)；幾乎任意寬的調(diào)速范圍，提高了塔機(jī)的工作效率；節(jié)能的調(diào)速方式，減少了系統(tǒng)運(yùn)行能耗；單速的鼠籠電動(dòng)機(jī)保證了機(jī)構(gòu)的運(yùn)行可靠性厖。正是因?yàn)檫@些明顯的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，國(guó)外的塔機(jī)制造商所推出的新一代塔機(jī)的起升機(jī)構(gòu)也大多采用變頻調(diào)速方案，如POTAIN，LIEBHERR等世界著名公司。同時(shí)我們認(rèn)為，隨著變頻器價(jià)格的不斷降低，可靠性不斷提高，變頻技術(shù)一定能在塔機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，這將對(duì)產(chǎn)品的安全運(yùn)行和減少運(yùn)行能耗都有重要的意義。為了普及變頻技術(shù)，加深對(duì)變頻調(diào)速方案的了解，本文將對(duì)變頻技術(shù)在塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用作一探討。 
二、常規(guī)變頻起升機(jī)構(gòu) 
1．結(jié)構(gòu)介紹 
變頻調(diào)速技術(shù)在塔機(jī)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用在我國(guó)已經(jīng)有近10年的時(shí)間，雖然取得了一些成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并且也有不少的變頻起升機(jī)構(gòu)現(xiàn)在正在工地正常運(yùn)行，但與其他行業(yè)相比，變頻調(diào)速技術(shù)在塔機(jī)上的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到應(yīng)有的程度，其中有成本的原因，也有技術(shù)的原因。 
國(guó)內(nèi)和國(guó)外目前所采用的典型方案，從技術(shù)上來講，大同小異，不同點(diǎn)在于：
　?。?）變頻器的品牌不同，其采用的控制回路不同；
（2）系統(tǒng)是開環(huán)（不帶PG）或者是閉環(huán)（帶PG）
（3）機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式的不一樣：L型布置、п型布置或一字型布置等；
（4）減速機(jī)的類型不一樣，如：圓柱齒輪減速機(jī)或行星減速機(jī)；是定速比或可變速比等。 
就傳動(dòng)控制技術(shù)而言，以上所述差異并未涉及控制方式的改變，均為采用一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速的典型模式，也可稱其為常規(guī)變頻起升機(jī)構(gòu)。在所有的這些常規(guī)變頻機(jī)構(gòu)中， LIEBHERR公司在EC-H型塔機(jī)上裝配的變頻起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)最為突出，它采用250V電動(dòng)機(jī)和與之匹配的變頻器，配置可變速比的減速機(jī)，L型布置。該方案具備較好的起升速度特性，其缺點(diǎn)是系統(tǒng)成本高，而且部件通用性差。