起重機新技術（1）

一、 概 述
　隨著我國建筑業的不斷發展，建筑施工機械化水平的不斷提高，對塔機的制造質量和整機技術水平的要求也越來越高。塔機的各個傳動機構所采用的方式、控制系統的技術水平、用戶的可操作性和可維護性基本上就體現了整個塔機的技術水平和檔次。而在這幾個機構中，最為重要也是最具有技術代表性的是起升機構，它控制功率最大、調速范圍最寬、出故障后的維修難度也最大。而且該系統在變速過程所產生的機械沖擊的大小將直接影響塔機結構件的疲勞損傷程度。
為了改進其性能，國內各主機生產商在起升機構的調速控制技術上以及降低耗能問題已花了許多工夫，得到了長足的進步。從整體上看，絕大多數采用的是傳統的單電機傳動，以帶渦流制動器的繞線式電機和多極電機調速的方案為主。這些傳統的調速方案，要想達到較寬的調速范圍，其途徑不外乎設計制造大功率、寬調速范圍的非標電機，如：采用帶渦流制動器的多極繞線式電機或制作大極差的多速電機等。由于塔機起升機構所需要的較高調速要求不但給電機生產廠商帶來了較多的質量控制難題，而且也增加了控制回路和電機的制造成本，降低了系統可靠性。更有甚者，隨著用戶對塔機的起吊能力要求越來越大，傳統控制方式已經越來越感覺到力不從心，不論是上述技術的可實現性，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速控制技術。 
鑒于以上的原因，國內外的專業生產商在塔機的起升調速方式上進行了較多的新技術應用嘗試，比如：采用多極電機的調壓調速，引進變頻調速等。逐漸地，隨著變頻技術的不斷發展，不斷地被人們認識，它以絕對的優勢超越了其他的任何調速方案，其優點數不勝數，如：零速抱閘，對制動器無磨損；任意低的就位速度，可用于精確吊裝；速度的平滑過渡，對機構和結構件無沖擊，提高了塔機的運行安全性；極低的起動電流，減輕了用戶電網擴容的負擔；幾乎任意寬的調速范圍，提高了塔機的工作效率；節能的調速方式，減少了系統運行能耗；單速的鼠籠電動機保證了機構的運行可靠性厖。正是因為這些明顯的特點和優勢，國外的塔機制造商所推出的新一代塔機的起升機構也大多采用變頻調速方案，如POTAIN，LIEBHERR等世界著名公司。同時我們認為，隨著變頻器價格的不斷降低，可靠性不斷提高，變頻技術一定能在塔機上得到廣泛應用，這將對產品的安全運行和減少運行能耗都有重要的意義。為了普及變頻技術，加深對變頻調速方案的了解，本文將對變頻技術在塔機起升機構上的應用作一探討。 
二、常規變頻起升機構 
1．結構介紹 
變頻調速技術在塔機各傳動機構的應用在我國已經有近10年的時間，雖然取得了一些成功的應用經驗，并且也有不少的變頻起升機構現在正在工地正常運行，但與其他行業相比，變頻調速技術在塔機上的應用還遠遠未達到應有的程度，其中有成本的原因，也有技術的原因。 
國內和國外目前所采用的典型方案，從技術上來講，大同小異，不同點在于：
　　（1）變頻器的品牌不同，其采用的控制回路不同；
（2）系統是開環（不帶PG）或者是閉環（帶PG）
（3）機械結構的形式的不一樣：L型布置、п型布置或一字型布置等；
（4）減速機的類型不一樣，如：圓柱齒輪減速機或行星減速機；是定速比或可變速比等。 
就傳動控制技術而言，以上所述差異并未涉及控制方式的改變，均為采用一臺變頻器控制一臺電動機進行調速的典型模式，也可稱其為常規變頻起升機構。在所有的這些常規變頻機構中， LIEBHERR公司在EC-H型塔機上裝配的變頻起升機構的特點最為突出，它采用250V電動機和與之匹配的變頻器，配置可變速比的減速機，L型布置。該方案具備較好的起升速度特性，其缺點是系統成本高，而且部件通用性差。