双变频起升机构介绍
2014-11-08
1．开发双变频起升机构的必要性
到目前为止，变频器在塔机起升机构上的应用已经有了近10年的历史，从上述分析我们知道，变频调速技术会给塔机的运行带来较多的好处，而且国家的有关技术推广部门和行业协会也举办过多次变频技术应用的专题研讨会，但实际的采用量并不理想，业内只有少数有实力的主机厂推出过变频起升机构，这远不能与其他行业的应用程度相比。有理由认为，限制变频技术在行业内推广的主要原因是：
变频系统出现故障后的售后服务难度大，与常规系统相比，加大了塔机的停机维修时间，增加了用户的停工损失；
变频控制系统的成本要高于常规起升机构，增加了推广难度；
变频起升机构成本的60%左右是变频器，由于目前变频器的价格还较高，所以系统总成本要高于常规起升机构，但随着变频技术的不断普及和提高，变频器的价格还有较大的下降空间，而常规起升机构的成本基本已无潜力可挖。我们相信，在不久的将来，常规起升机构的成本将无绝对优势可言。所以，行业技术工作者的当务之急是如何能设计出减轻售后服务压力的变频起升系统。
2．塔机起升机构的作业状况分析
衡量一台塔机的工作能力，不单是所配起升机构的最大起重量这一参数，而更为重要的参数是工作力矩的大小，它是塔机安全运行的重要指标。正是由于力矩参数的限制，塔机是不可能在任何工作幅度下都能起吊最大起重量的，而且从工地现场的实际运行情况来看，塔机起吊最大重量的工况也是非常少的。
中联公司生产的5613塔机，该塔机的最大起重量为8t，最大工作半径是56m。
轻载区”起重量小于4t，工作半径为56m，作业面积为9847m2；
“重载区”起重量大于4t，工作半径为24m，作业面积为1808m2；
“满载”区起重量等于8t，工作半径为14m，作业面积为615m2；
其工作死区（小车最小工作半径）约为3m，面积为28m2。
经过计算得到：如果以4t的起吊重量作为轻重载的分界点，“重载区”的作业面积只占“轻载区”作业面积的18%。
而且在工地对塔机的实际运行情况统计，一台配备8t起升机构的塔机，真正起吊4t以上载荷的工况是非常少的。
通过以上的分析有：
塔机的起吊能力减半，80%以上的工况不受影响。
这就给我们提供了一个思路：如果把现有的由一台电动机和一台变频器控制的变频起升机构改变成功率减半的两台电动机和两台小变频器来共同驱动的话，即使有电机或者是变频器出现故障，塔机在绝大部分情况下还是可以照常工作的。这样就大大减少了主机厂的售后服务压力，对用户也十分有利。
对于塔机这种特殊的起重机，如果起升机构采用双变频起升方案就可以：
轻载时，单电机运行，可以达到节能和延长系统寿命的目的；
有一变频器损坏时，可单电机工作，系统将自动断开故障回路，能做到对系统不停机维修，大大地减少了塔机生产厂的售后压力；
有一台电动机出故障后，同样可采用单电机工作方式，在绝大部分工况下不影响塔机工作；
重载下，双电机工作，以完美的变频性能满足塔机的操作要求；
各功率部件变小，减少了维修成本与难度。
该系统已经过严格的检测和工业考核，性能达到了设计要求。我们以为，本文所讨论的双变频起升机构是为我国塔机行业在变频调速技术的应用上找到了一条可行的新思路，这对提升我国的塔机技术水平、提高系统的可维护性、降低主机厂的售后服务压力以及减小与国外同行的技术差距都有重要的积极意义。