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：變頻器，施工升降機

一、引言

隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑施工機械化水平的不斷提高，對施工升降機的制造質量和整機技術水平的要求也越來越高。普通升降機一般采用的是接觸器-繼電器控制方式，直接啟動和機械抱閘強制制動，啟制動沖擊大，對機械結構和機構的損壞大，電氣元件也易損壞，同時容易造成升降機里的物料跌落，既影響了施工速度也影響了施工企業(yè)的效益，特別是在人貨兩用施工升降機上，存在著極大的安全隱患。隨著用戶對施工升降機的性能和安全要求越來越高，傳統(tǒng)的控制方式已經(jīng)越來越感覺到力不從心。

鑒于以上的原因，國內外的專業(yè)生產(chǎn)商在升降機的起升調速方式上進行了較多的新加速應用嘗試，如采用多級電動機的調壓調速、引進變頻調速等。逐漸地隨著變頻技術的不斷發(fā)展，它以絕對的優(yōu)勢超越了其它的任何調速方案，占據(jù)了主導地位。升降機采用變頻調速有著諸多優(yōu)點，例如，零速抱閘，對制動器無磨損；任意低的就位速度，平層精度高；速度的平滑過渡，對機構和結構件無沖擊，提高了升降機的安全性；幾乎任意寬的調速范圍，提高了升降機的工作效率；節(jié)能的調速方式，減少了系統(tǒng)運行的能耗等，正是因為這些明顯的特點和優(yōu)勢，使變頻器在升降機上得到了廣泛的應用，這將對升降機的安全運行和減少運行能耗都有重要的意義。

二、升降機的結構及控制：

施工升降機是一種用吊籠(或平臺、料斗)載人、載物沿導軌架或導軌作上下運輸?shù)氖┕C械。其廣泛用于建筑施工等領域，如工業(yè)、民用建筑、橋梁施工、井下施工、大型煙囪施工等場所運輸物料及人員的理想設備，作為永久性或半永久性的施工升降機還可用于倉庫和高塔等不同場合。在高層建筑施工中垂直運輸最繁忙的一種機械，已被公認為高層建筑施工不可缺少的關鍵設備之一。

施工升降機主要組成部分如下：導軌架、吊籠、傳動系統(tǒng)、附墻架、底架護欄、電氣系統(tǒng)、安全保護裝置、電纜供電裝置等。如圖1所示



1—地面防護圍欄門；2—開關箱；3—地面防護欄；4—導軌架標準節(jié)；5—吊籠門；6—附墻架；7—緊急逃離門；8—層站；9—對重；10—層門；11—吊籠；12—防墜安全器；13—傳動系統(tǒng)；14—層站欄桿；15—對重導軌；16—導軌；17—齒條；18—天輪

三、升降機變頻調速系統(tǒng)設計

3.1變頻調速系統(tǒng)結構介紹

升降機變頻調速系統(tǒng)由以下部分：盤式制動三相異步電動機，變頻調速器，變頻器制動單元和制動電阻，聯(lián)動臺，電氣保護裝置等構成。其控制過程是：操作聯(lián)動臺上的速度轉換開關，選定速度擋，然后輸出信號給變頻器，改變頻率值，最終達到調速的目的。

3.2電控系統(tǒng)的設計要點

3.2.1電動機的選取

當傳動系統(tǒng)的基本參數(shù)（如最大起重量、最高工作速度等）給定后，就可以對電動機的級數(shù)和功率進行確定和計算。施工升降機的起升機構應選擇適合頻繁起動、轉動慣量小、起動轉矩大的變頻電機。電動機功率的選擇應根據(jù)驅動機械負載大小而定，其計算公式為：

                               P=WV/(η×10-3)                            （1）

式中 W———額定載荷重力+吊籠，繩索的重力

      V———運行速度，m/s；

      η———機械效率（傳動部分各部傳動效率之積）。

由于升降機負載轉矩為恒轉矩特征，低頻時轉矩基本不變，要求電動機和變頻器能低速運行。因此，要加大電動機功率或加設外部風扇冷卻。

3.2.2變頻器的選取

當系統(tǒng)的電動機確定后，就可著手進行控制系統(tǒng)的設計。首先是變頻器的選型，現(xiàn)在國內外變頻器品牌不少，控制水平和可靠性差別較大。用于升降機的傳動系統(tǒng)，最好選用具有矢量控制或者直接轉矩控制，運行穩(wěn)定，可靠性高的變頻器。由于變頻器品牌的不同，相同功率下變頻器的過載能力和額定電流值也不完全一致。所以，選擇變頻器容量時，不單要看額定功率的大小，還要校核額定工作電流是否大于電動機的額定電流，一般的經(jīng)驗是選用變頻器的容量比電動機大一級，以深圳四方變頻器為例，在SC100型施工升降機中，每臺電動機功率為11kW，則電機的功率為2×11=22kW，可選用四方30kW穩(wěn)定可靠的高性能V360 系列變頻器。

3.2.3制動電阻的選取

作為升降用的變頻系統(tǒng)，其設計的重點在于電動機處于回饋制動狀態(tài)下的系統(tǒng)可靠性，因為這種系統(tǒng)出故障往往都發(fā)生在吊籠下降時的工況，如過電壓、超速、溜車等。變頻系統(tǒng)在整個重物下降過程中，電機處于發(fā)電狀態(tài)。再生電能返回至變頻器直流母線，此時通常采用直流側接入制動單元和制動電阻器等耗能裝置，

可以用圖來表示升降機變頻系統(tǒng)各參數(shù)在下降過程中的變化狀況。

在勻速下降時電阻消耗的穩(wěn)態(tài)功率