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隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，建筑機(jī)械行業(yè)也迎來(lái)了其發(fā)展的黃金期。塔吊作為建筑施工必不可少的機(jī)械設(shè)備，產(chǎn)能逐年遞增。
普通塔吊的上升、下降、停機(jī)功能都是通過(guò)接觸器-繼電器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，起機(jī)瞬間沖擊大，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)的損壞較嚴(yán)重；運(yùn)行速度不可調(diào)，影響施工企業(yè)效益，停車(chē)穩(wěn)定性差。
采用變頻控制，可實(shí)現(xiàn)塔吊起升的啟動(dòng)加減速、制動(dòng)過(guò)程的無(wú)級(jí)調(diào)速，減小了起停機(jī)時(shí)電機(jī)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的沖擊，提高了電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性和舒適感，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，極大地提高了工作效率。這個(gè)案例中的用戶(hù)，就是采用了臺(tái)達(dá)起重行業(yè)專(zhuān)用的高性能向量變頻器CH2000，設(shè)備運(yùn)行效率大增。
1 CH2000變頻器特點(diǎn)
臺(tái)達(dá)以新世代驅(qū)動(dòng)技術(shù)推出起重行業(yè)專(zhuān)用的高性能向量變頻器CH2000，具有大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、高過(guò)載能力的特性，可滿(mǎn)足沖擊性瞬間負(fù)載及高過(guò)載、重負(fù)荷等應(yīng)用，適用于起重、運(yùn)輸、數(shù)控機(jī)床等特殊控制需求。以其優(yōu)越之性能，無(wú)瑕之結(jié)構(gòu)，內(nèi)賦大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，高過(guò)載能力之特性特別適合提升應(yīng)用之沖擊性負(fù)載、重負(fù)荷之應(yīng)用，達(dá)成快速響應(yīng)，平穩(wěn)安全之運(yùn)行。
高過(guò)載能力：超重載單一設(shè)定，高耐受力，電流過(guò)載能力150% 60秒；200% 3秒。
大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：控制模式FOC+PG可以在極低轉(zhuǎn)速下，產(chǎn)生高達(dá)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(fù)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(hù)設(shè)備不受突發(fā)沖擊而損壞。
減速能源再生：瞬間斷電時(shí)，電機(jī)可減速至停車(chē)以避免損壞，并在電源恢復(fù)時(shí)，追速啟動(dòng)。
雙模控制：感應(yīng)馬達(dá)與永磁馬達(dá)控制雙機(jī)一體，可精準(zhǔn)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(chǎng)總線(xiàn)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(xiàn)，可輕易進(jìn)行多形性系統(tǒng)整合。過(guò)載能力：額定電流150%可達(dá)60s；200%可達(dá)3s
2 塔吊介紹
塔吊是一種動(dòng)臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)的起重機(jī)。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(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動(dòng)臂和底座等。工作機(jī)構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)三部分。電氣系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、控制器、配電柜、連接線(xiàn)路、信號(hào)及照明裝置等。
3 技術(shù)參數(shù)
案例中的塔吊是一臺(tái)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(xì)見(jiàn)以下參數(shù)表。
3.1塔吊型號(hào) TC5010
表1 TC5010型號(hào)塔吊技術(shù)參數(shù)表
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額定起重力矩
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KN·m
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523.8
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最大額定起重量
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T
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5
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最大額定起重量最大幅度
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M
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10.68/21
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最小工作幅度
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M
|
3
|
|
最大工作幅度
|
M
|
50
|
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最大工作幅度起重量
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T
|
1
|
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起升高度
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M
|
37/120
|
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起升速度
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m/min
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65.14/32.57/13.04 31.9/15.95/6.38
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最低穩(wěn)定下降速度
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m/min
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≤7
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回轉(zhuǎn)速度
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r/min
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0.75
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變幅速度
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m/min
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38.6/25.2
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頂升速度
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m/min
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0.4
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*注：現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)機(jī)
電機(jī)型號(hào)：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(chǎng)家：江西特種電機(jī)股份有限公司
數(shù)量：1臺(tái)
3.3變頻器：VFD-185CH43A
額定輸出電流：38A
額定輸出容量：30KW
過(guò)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(diǎn)
使用了臺(tái)達(dá)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(diǎn)：
1、由于建筑機(jī)械裝機(jī)量大、覆蓋面廣的應(yīng)用的特點(diǎn)，所以建機(jī)企業(yè)希望減少設(shè)備使用的難度。這里就采用的VF開(kāi)環(huán)控制的簡(jiǎn)單方式，不需要做自整定以及接駁編碼器線(xiàn)，省去很多中間環(huán)節(jié)。
2、簡(jiǎn)單良好的抱閘控制，通過(guò)RY2繼電器輸出控制制動(dòng)器。參數(shù)使用29號(hào)功能，放閘頻率根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)而定，一般設(shè)置2-3Hz即可。如果開(kāi)閉閘運(yùn)行效果不好再使用63號(hào)功能將開(kāi)閉閘分開(kāi)調(diào)整參數(shù)更加精細(xì)。
3、為提高變頻器運(yùn)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(yùn)行，可通過(guò)多段速度功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
5、應(yīng)用輕負(fù)載提速功能，但負(fù)載判斷交由力矩限制器作專(zhuān)業(yè)判斷，變頻器只需要提供超工頻運(yùn)行功能即可，本系統(tǒng)最高頻率限制為75Hz運(yùn)行。如客戶(hù)需要變頻器進(jìn)行判斷也可通過(guò)變頻器的輕負(fù)載提速功能全部實(shí)現(xiàn)。
5 參數(shù)表
表2 參數(shù)表
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Pr-No
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Parameter Description
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Unit
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Content Value
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|
00-17
|
載波頻率
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kHz
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5
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00-21
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AUTO運(yùn)轉(zhuǎn)指令
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1
|
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01-00
|
最高操作頻率
|
Hz
|
75.00
|
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01-01
|
M1最高頻率
|
Hz
|
50.00
|
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01-02
|
M1最大電壓
|
V
|
380.0
|
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01-04
|
M1中間1電壓
|
V
|
35.0
|
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01-06
|
M1中間2電壓
|
V
|
24.0
|
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01-07
|
M1最低頻率
|
Hz
|
2.00
|
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01-09
|
啟動(dòng)頻率
|
Hz
|
2.00
|
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01-10
|
上限頻率
|
Hz
|
75.00
|
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01-12
|
加速時(shí)間 1
|
sec
|
3.00
|
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01-13
|
減速時(shí)間 1
|
sec
|
3.00
|
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02-14
|
輸出端子RLY2
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29
|
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02-34
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MO設(shè)立速度區(qū)段
|
Hz
|
2.00
|
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04-00
|
第一段速
|
Hz
|
10.00
|
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04-01
|
第二段速
|
Hz
|
20.00
|
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04-02
|
第三段速
|
Hz
|
50.00
|
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04-06
|
第七段速
|
Hz
|
100.00
|
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06-01
|
OV失速防止
|
V
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0.0
|
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06-03
|
加速OC防止
|
%
|
200
|
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06-04
|
運(yùn)轉(zhuǎn)中OC防止
|
%
|
200
|
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06-12
|
最大電流限制
|
%
|
250
|
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06-16
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OC限制準(zhǔn)位
|
%
|
100
|
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07-26
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轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益
|
|
5
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6 CH2000變頻器效果
起制動(dòng)平穩(wěn)不溜鉤，響應(yīng)快速，起吊3.7t負(fù)載空中二次起吊也沒(méi)有出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象。下面為現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載（1.3t左右，額定2t）波形。
圖1 現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載波形圖（額定負(fù)載2t 實(shí)際負(fù)載1.3t）
7 結(jié)束語(yǔ)
使用CH2000作為塔吊起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，過(guò)載能力強(qiáng)，能夠很好的滿(mǎn)足使用要求。
作者簡(jiǎn)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(dòng)化專(zhuān)業(yè)�，F(xiàn)任臺(tái)達(dá)集團(tuán)——中達(dá)電通股份有限公司華中大區(qū)起重行業(yè)高級(jí)工程師，從事臺(tái)達(dá)產(chǎn)品的起重行業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用方案制作、行業(yè)客戶(hù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)支援，具有豐富的起重行業(yè)自動(dòng)化控制的經(jīng)驗(yàn)。
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