论文摘要
塔式起重机广泛采用多极电动机、绕线电动机来驱动其各个机构,以适应不同工况的速度要求。这种方式存在很多缺点:调速速比小,低速过高不能实现运动轨迹的精确控制甚至诱发碰撞;有级变速、反接制动和机械制动引起的加速度对机械结构造成巨大冲击,容易使钢结构疲劳或破坏;制动器刹车片、绕线式电动机电刷及滑环等需要经常进行维护、维修;控制系统使用大量接触器和中间继电器,频繁起停容易烧毁触点,电器故障率高大量的转差功率消耗在转子串接的电阻上,既不节能也不经济。这些问题,都是采用多极电机调速或绕线式电动机转子串电阻调速系统原理本身引起的,致使设备可靠性差,维护工作量增加,使用成本增大。变频调速技术在各行业中已经广泛使用,在塔式起重机上应用也有多年的历史。变频调速技术与可编程序控制器相结合,是提升塔式起重机品质的有效途径。变频器具有过流、过载、电动机过热、过压及欠压、超速及失速等完善的保护监测功能,组成的控制系统安全可靠;可通过其外部控制端子实现电动机的启停、正反转、S曲线加减速及多段速度控制,从而降低机械传动冲击,改善钢结构的承载性能,延长起重机的使用寿命;能提供运行信号、零速信号、速度到达信号及运行准备信号等给可编程序控制器,以便可编程控制器综合外部信号进行分析及逻辑运算,向外部设备及变频器发出控制命令;高集成度组件及高可靠性低压电器,有效解决原塔机电气系统接线复杂问题,不仅降低了系统故障几率,而且容易维护;调速范围宽,任意低的工作速度可实现起吊作业的精确定位;零速机械制动减小了制动器摩擦片的磨损,消除了制动时对减速器输入轴的附加弯矩;极低的起动电流,减轻了用户电网扩容的负担;节能的调速方式,减少了系统运行能耗;单速的鼠笼电动机保证了机构的运行可靠性。本文通过对传统的塔机调速系统分析,指出其在塔机上应用时存在的问题,同时对变频调速系统的强大控制功能和优越性进行了介绍,针对塔机起升机构、变幅机构的不同特点制定了闭环矢量控制、开环矢量控制、群拖U/f控制等不同的变频控制方案。通过采用先进的变频控制技术和可编程序控制,使运行可靠性比传统塔机电控系统有较大的提高,运行更加节能、高效、安全、可靠。