塔式起重機是建筑工地上應用得十分廣泛的一種起重機

 械，采用變頻器拖動三相異步電機的控制方式取代傳統

 調速方式，可以從根本上解決天車故障率高的問題，而

 且技術先進、節能顯著，是塔式起重機理想的傳動控制

 裝置。

一、概述

   塔式起重機是建筑工地上應用得十分廣泛的一種起重

 機械，傳統的控制方式多采用交流繞線式電機串電阻的

 方法啟動和調速。由于長期重載運行，頻繁正、反轉，

 沖擊電流很大，再加上有些場合工作環境差，電機的滑

 環、炭刷及接觸器經常損壞，接觸器的觸頭燒毀、炭刷

 冒火、電機及電阻燒毀現象時有發生，線路復雜，回轉

 機構的軸承經常需要更換，由于主卷揚機構大多是由兩

 個電機工作在一個軸上，高速電機處于工作狀態、則低

 速電機處于制動狀態，始終處于一個工作、一個制動的

 矛盾中，在由快速向慢速轉換時機械沖擊大，經常發生

 打齒現象，曾經出現過貨物已經定位，工人已經扶住纜

 繩，再由快速向慢速切換時，發生打齒現象，慢速電機

 制動失靈，非常危險。偶爾也會出現折軸的現象，故障

 率較高，對生產影響很大，維修量及維護費用也很高。

 由于異步電機有著無可倫比的優點：結構簡單堅固、價

 格便宜、易于維護，因此采用變頻器拖動三相異步電機

 的控制方式取代傳統調速方式，可以從根本上解決天車

 故障率高的問題，而且技術先進、節能顯著，是塔式起

 重機理想的傳動控制裝置。

二、工作原理

1.大車運行機構：用于拖動整臺起重機順著工地

做“橫向”運動，由電動機、制動器、減速裝置和車

輪組成。

2.小車運行機構：用于拖動吊鉤及重物順著橋架

做“縱向”運動，也由電動機、制動器、減速裝置和

車輪組成。

3.提升機構：用于拖動重物做上升或下降的起升運

動，由電機、減速裝置、卷筒和制動器組成。大型起

重機（超過10噸）有兩個起升機構：“主鉤”和“副

鉤”，通?！爸縻^”和“副鉤”不能同時起吊貨物。

4.回轉機構：拖動橋臂以軸為中心做旋轉運動，由于

防止跑偏，通常由雙電機、減速機構、制動器組成。

三、系統配置

在QTZ起重機中，起重量為8噸，提升機構采用Y200L-4

型異步電機，功率30KW，轉速1500rpm；小車采用

Y112M-4型異步電機，功率4KW，轉速1500rpm；回轉機

構采用Y112M-4型異步電機，功率4KW轉速1500rpm，控

制系統中，PLC主要功能是接受控制臺的指令，并檢測

各種傳感器的信號，執行預先設定好的程序步驟；變

頻器的主要功能是接受PLC指令，按照程序命令調整電

機的速度。

1：主要技術原理

(1)采用全數字速度傳感器閉環矢量控制，使系統調速

范圍寬、調速精度高。變頻器在低頻運行時，也保證

有180％以上額定力矩輸出。最大轉矩為額定轉矩的2

倍，矢量控制實現的基本原理是通過測量和控制異步

電動機定子電流矢量，根據磁場定向原理分別對異步

電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控

制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定

子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和

產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同

時控制兩分量問的幅值和相位，即控制定子電流矢

量，這種控制方式稱為矢量控制方式。這樣就可以將

一臺三相異步電機等效為直流電機來控制，因而獲得

與直流調速系統同樣的靜、動態性能。

2：使用變頻時注意事項：

2.1回轉系統：

主要特點：多采用分別拖動方式（即有兩臺電機拖

動），調速范圍一般為6：1范圍內；改造方案：采用

變頻專用電機，兩臺電機使用兩臺變頻器，采用TH300

系列，可以采用阿爾法先進的主從控制，使控制精度

更精確。

具有領先的阿爾法主／從控制功能的變頻器使兩臺牽

引電機的負荷平衡。TH300系列是采用磁通矢量控制的

新一代變頻器，可在0.5Hz時產生180％Me轉矩，只需

輸入電機名牌數據，系統通過自動建立精確的電機模

型，在得到準確的轉子速度信號后作為速度環的反饋

信號，能夠精確控制鼠籠電機的速度和轉矩。TH300系

列變頻器程序具有獨特的主／從控制，從變頻器通過

輸入輸出口與主變頻器通信，實時跟蹤主變頻器的速

度、轉矩和其他故障信息，保證了兩電機負載均衡和

安全運行。

2.2小車拖動系統：

主要特點：只用一臺變頻器，由于行程較短，故調速

范圍較小，一般范圍在4：1。拖動方案：采用變頻專

用電機，變頻器型號選擇TH300系列。

2.3 制動方式

制動方法采用直流制動、再生制動和機械制動相結合

的方法：

A、首先通過變頻調速系統的再生制動和直流制動把運

動中的回轉或小車的轉速迅速而準確地降為“0”，待

電磁制動器將軸抱住后再取消運行信號；

B、小車使用的變頻器，由于再生制動僅出現在降速過

程中，再生電能通過制動電阻消耗掉即可。但對于回

轉機構使用的變頻器，由于所需要的制動電阻容量較

大，非但體積大，產生的熱量也很大，建議常備用。

C、防止溜鉤：在電磁制動器抱住之前和松開之后，極

容易發生重物自由落體下滑現象，

防止溜鉤現象應該注意的主要問題是：

（1）電磁離合器在通電到松開（或從斷電到抱?。┐?/p>

約需要時間0.6秒左右（根據型號大小而定）；

（2）重物升降的控制邏輯。

四、系統優點

1）一體化方案：采用電動機驅動與起重邏輯控制有機

結合的方式，省去了原系統中的PLC，減少潛在故障

點，簡化系統接線、調試簡單靈活，代表未來起重機

控制的發展方向；

2）寬電壓設計更能滿足惡劣的電源環境；

3）起重機專業邏輯設計：集多年起重機行業設計的經

驗，設計了專家級、廣泛應用的起升機構的控制和安

全邏輯，包括時序配合、防溜鉤、等功能，為配套客

戶提供完美的解決方案。