变频器在塔吊系统上的应用案例

引言

随着建筑塔式起重机越来越普遍，从普通的多层建筑到大型的铁路工程、桥梁功能以及水利工程都有广泛的应用，传统的工频启动冲击大、效率低和能耗高等缺陷越来越不符合现代化的要求，变频调速已经是大势所趋，基于深圳四方电气V560高性能矢量变频器的控制方案，可以启动、制动十分平稳，系统控制更为简单，实践证明，V560高性能矢量方案具有启动平稳、高效、节能等优点，具有很好的市场推广价值

一、概述

塔式起重机是建筑工地上应用十分广泛的一种起重机械，传统的控制方式多采用交流绕线式电机串电阻的方法启动和调速，有如下劣势：

1.由于长期重载运行，频繁正、反转，冲击电流很大;

2.故障率高，电机的滑环、碳刷及接触器经常损坏，接触器的触头烧毁、碳刷冒火、电机及电阻烧毁现象时有发生;

3.线路复杂，回转机构的轴承经常需要更换;

4.效率低，由于主卷扬机结构大多由两个电机工作在一个轴上，高速电机处于工作状态，则低速电机处于制动状态，始终处于一个工作、一个制动的矛盾中;

5.安全系数低，在由快速向慢速转换时机械冲击大，经常发生打齿现象，曾经会出现货物已经定位，工人已经扶住缰绳，再由快速向慢速切换时，发生打齿现象，慢速电机制动失灵，非常危险，偶尔也会出现折轴的现象，故障率较高，对生产影响大;

6.维修量及维护费用也很高，由于异步电机有着无可伦比的优点;结构简单坚固、价格便宜、易于维护，因此采用变频器拖动 三相异步电机的控制方式取代传统调速方式，可以从根本上解决天车故障率高的问题，而且技术先进、节能显著，是塔式起重机理想的传动控制装置。四方电气凭借多年积累的起重行业应用经验，基于V560高性能变频器，提出了一套性价比较高，适合市场要求的控制方案。

二、塔吊的工作原理

大车运行机构

用于拖动整台起重机顺着工地做横向运动，由电动机、制动器、减速装置和车轮组成。

小车运行机构

用于拖动吊钩及重物顺着桥架做纵向运动，也由电动机、制动器、减速装置和车轮组成。

提升机构

用于拖动重物做上升或下降的起升运动，由电机、减速装置、卷筒和制动器组成，大型起动机(超过10T)有两个起升机构;“主钩”和“副钩”不能同时起吊货物。

回转机构

拖动桥臂以轴为中心做旋转运动，由于防止跑偏，通常由双电机、减速机构、制动器组成。

三、系统控制方案及配置

在QTZ起重机中，起重量为8T，提升机构采用Y200L-4型异步电机，功率30kW，转速1500rpm;小车采用Y112M-4型异步电机，功率4kW，转速1500rpm;回转机构采用Y112M-4型异步电机，功率4kW转速1500rpm;控制系统，PLC主要功能是接收控制台的指令，并检测各种传感器的信号，执行预先设定好的程序步骤;变频器的主要功能是接收PLC指令，按照程序命令调整电机的速度

1. 起升机构方案及配置

起升机构我们推荐采用V560高性能矢量变频器，功率为45kW，V560高性能矢量算法强劲的低频输出力矩能够保证低频启动不溜钩。接线图如下：

起升机构参数调试

设置电机参数

F2.0.00=*** 电机额定功率

F2.0.01=*** 电机额定电压

F2.0.02=*** 电机额定电流

F2.0.03=*** 电机额定频率

F2.0.04=*** 电机额定转速

电机参数完成之后，F2.2.53=1启动电机参数静态自学习，学习完成之后，设置如下参数：

2.回转机构方案及配置

回转部分采用V560高性能矢量变频器，4kW，高精确的稳速精度和快速响应能保证回转软起软停，并最大限度保护机械部分。接线图如下：

回转部分参数调试

如起升部分电机参数输入自学习后，输入应用参数

3. 变幅机构(小车部分)方案及配置

变幅部分采用4kW高性能矢量变频器V560系列，其系统接线图如下：

变幅部分参数调试

4. 各部分运行逻辑图

在塔吊应用方案中，变频器与电机、制动器各部分控制逻辑非常重要，配合变频器的启动性能，合适的逻辑控制将能大幅度提高效率，减小故障。目前我司方案逻辑控制图如下：

四、总结及系统优势

该方案在现场使用中，取得了效率高、故障率低等非常好的效果，得到客户的一致认可。总结方案优势如下：

1.V560系列超强启动力矩，保证低频松闸和抱闸不溜钩，并配合优异的逻辑时序，使得系统简单，可靠。

2.V560宽电压输入，能满足恶劣的电源环境要求。

3.起重机专业逻辑设计，集多年起重行业设计经验，设计出了专家级、广泛应用的起重机构的控制和安全逻辑，包括时序配合、防溜钩等功能，为配套和改造客户提供完美的解决方案。

4.超强的系统保护功能，V560多达30种保护功能和几十种警告能力，确保系统安全稳定运行。

5.能够与机械刹车及安全回路配合使用，在改造系统中，能够与原来的系统安全回路兼容，同时和各自类型机械刹车完美配合，最大限度保障了整个系统的安全。

6.显示相关参数和键盘拷贝，通过设置，可以屏蔽不相关参数，显示相关参数，和键盘复制和拷贝功能，使调试更加方便快捷。

审核编辑：汤梓红