隨著我國城市化進程的加快，建筑機械行業(yè)也迎來了其發(fā)展的黃金期。塔吊作為建筑施工必不可少的機械設(shè)備，產(chǎn)能逐年遞增。

普通塔吊的上升、下降、停機功能都是通過接觸器-繼電器控制來實現(xiàn)，起機瞬間沖擊大，對機械結(jié)構(gòu)和機構(gòu)的損壞較嚴重；運行速度不可調(diào)，影響施工企業(yè)效益，停車穩(wěn)定性差。

采用變頻控制，可實現(xiàn)塔吊起升的啟動加減速、制動過程的無級調(diào)速，減小了起停機時電機對機械系統(tǒng)的沖擊，提高了電機運行過程中的平穩(wěn)性和舒適感，延長了設(shè)備的使用壽命，極大地提高了工作效率。這個案例中的用戶，就是采用了臺達起重行業(yè)專用的高性能向量變頻器CH2000，設(shè)備運行效率大增。

1  CH2000變頻器特點

臺達以新世代驅(qū)動技術(shù)推出起重行業(yè)專用的高性能向量變頻器CH2000，具有大啟動轉(zhuǎn)矩、高過載能力的特性，可滿足沖擊性瞬間負載及高過載、重負荷等應(yīng)用，適用于起重、運輸、數(shù)控機床等特殊控制需求。以其優(yōu)越之性能，無瑕之結(jié)構(gòu)，內(nèi)賦大啟動轉(zhuǎn)矩，高過載能力之特性特別適合提升應(yīng)用之沖擊性負載、重負荷之應(yīng)用，達成快速響應(yīng)，平穩(wěn)安全之運行。

高過載能力：超重載單一設(shè)定，高耐受力，電流過載能力150% 60秒；200% 3秒。

大啟動轉(zhuǎn)矩：控制模式FOC+PG可以在極低轉(zhuǎn)速下，產(chǎn)生高達200%的初始轉(zhuǎn)矩，速度控制穩(wěn)定度高。

快速反應(yīng)性：100%快速響應(yīng)沖擊性瞬間負載。

彈性化設(shè)定：彈性化設(shè)置轉(zhuǎn)矩輸出與電流限制參數(shù)，保護設(shè)備不受突發(fā)沖擊而損壞。

減速能源再生：瞬間斷電時，電機可減速至停車以避免損壞，并在電源恢復(fù)時，追速啟動。

雙模控制：感應(yīng)馬達與永磁馬達控制雙機一體，可精準控制位置、速度和轉(zhuǎn)矩。

高速通訊網(wǎng)絡(luò)：提供多種通訊RTU網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線選配卡，支持RS485、Profibus、Devicenet、EtherNet等通訊協(xié)議。

智慧型邏輯控制：內(nèi)置PLC和CANopen協(xié)議高速通訊總線，可輕易進行多形性系統(tǒng)整合。過載能力：額定電流150%可達60s；200%可達3s

2  塔吊介紹

塔吊是一種動臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)的起重機。作業(yè)空間大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送及建筑構(gòu)件的安裝。由金屬結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動臂和底座等。工作機構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)三部分。電氣系統(tǒng)包括電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等。

3  技術(shù)參數(shù)

案例中的塔吊是一臺平頭塔，位于江西宜春的某施工工地，最大載荷5t，最大幅度50m，詳細見以下參數(shù)表。

3.1塔吊型號 TC5010

表1 TC5010型號塔吊技術(shù)參數(shù)表

*注：現(xiàn)場使用的兩倍率鋼絲繩，所以最大起重量為2.5t。

3.2起升電動機

電機型號：YZTP120M- 4-J12004

額定功率：15kW

額定電流：29A

額定轉(zhuǎn)速：1467r/min

額定電壓：380V

生產(chǎn)廠家：江西特種電機股份有限公司

數(shù)量：1臺

3.3變頻器：VFD-185CH43A

額定輸出電流：38A

額定輸出容量：30KW

過載能力：額定電流150%可承受 60s；200%可承受3s

載波頻率：5~15kHz

4  應(yīng)用特點

使用了臺達CH2000變頻器的塔吊相比未使用此變頻器的塔吊具備以下幾方面的應(yīng)用特點：

1、由于建筑機械裝機量大、覆蓋面廣的應(yīng)用的特點，所以建機企業(yè)希望減少設(shè)備使用的難度。這里就采用的VF開環(huán)控制的簡單方式，不需要做自整定以及接駁編碼器線，省去很多中間環(huán)節(jié)。

2、簡單良好的抱閘控制，通過RY2繼電器輸出控制制動器。參數(shù)使用29號功能，放閘頻率根據(jù)現(xiàn)場而定，一般設(shè)置2-3Hz即可。如果開閉閘運行效果不好再使用63號功能將開閉閘分開調(diào)整參數(shù)更加精細。

3、為提高變頻器運行狀態(tài)的穩(wěn)定將載波頻率降到最低。

4、需要3檔不同速度運行，可通過多段速度功能進行實現(xiàn)。

5、應(yīng)用輕負載提速功能，但負載判斷交由力矩限制器作專業(yè)判斷，變頻器只需要提供超工頻運行功能即可，本系統(tǒng)最高頻率限制為75Hz運行。如客戶需要變頻器進行判斷也可通過變頻器的輕負載提速功能全部實現(xiàn)。

5  參數(shù)表

表2 參數(shù)表

6  CH2000變頻器效果

起制動平穩(wěn)不溜鉤，響應(yīng)快速，起吊3.7t負載空中二次起吊也沒有出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象。下面為現(xiàn)場負載（1.3t左右，額定2t）波形。

圖1 現(xiàn)場負載波形圖（額定負載2t 實際負載1.3t）

7  結(jié)束語

使用CH2000作為塔吊起升機構(gòu)的驅(qū)動器，參數(shù)設(shè)置簡單，過載能力強，能夠很好的滿足使用要求。

作者簡介：

喻然,男，生于1983年，畢業(yè)于江漢大學(xué)，物理與信息工程學(xué)院，自動化專業(yè)。現(xiàn)任臺達集團——中達電通股份有限公司華中大區(qū)起重行業(yè)高級工程師，從事臺達產(chǎn)品的起重行業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用方案制作、行業(yè)客戶開發(fā)、技術(shù)支援，具有豐富的起重行業(yè)自動化控制的經(jīng)驗。