CN104261259A - 圆筒吊及附着吊副钩提速方法 - Google Patents

Abstract

一种圆筒吊及附着吊副钩提速方法，首先根据吊机实际配置及参数情况，确定提高吊装速度的方向和目标值，然后根据所确定的起升速度方向和目标值对变频器参数进行设置，同时利用传感器获取起吊的负载信号，并通过通讯线将起吊的负载信号传输至变频器，变频器识别负载信号后，自动调节频率，根据负载变化自动识别，并通过增加频率来实现带载提速，实现起升速度提升的变频控制。

Description

圆筒吊及附着吊副钩提速方法

技术领域

本发明涉及到一种塔式起重机起升机构及其起升方式的改进，尤其是指一种动臂式起重机的圆筒吊及附着吊副钩起升提速方法，属建筑设备技术领域。

背景技术：

动臂式塔机（即俯仰臂架塔机）是一种塔身竖立起重臂回转的起重机械。从工业建筑到民用建筑，从造船厂到港口码头，从钢结构建筑到电站建设，动臂式塔机都发挥了巨大的作用，在工业与民用建筑施工中是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。

附臂吊及圆筒吊也属于动臂式塔机的一个系列，现有仍普遍在火电安装施工项目担任机组主力吊装机械，但是由于附臂吊及圆筒吊系列的动臂式吊机，所采用的是小车变幅/动臂变幅的混合体结构，变幅速度及起升速度较低，在一定程度的影响了施工效率，增加了大型机械施工成本。随着国内电力建设行业的竞争越来越激烈，不断提高施工效率是赢得市场，获得利润的重要条件之一，因此很有必要对此加以改进。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明相关的主要有以下几个：

1、专利号为CN201020544001.X， 名称为“吊臂可以拆臂拆除的动臂式塔机”的发明专利，该专利公开了一种吊臂可以拆臂拆除的动臂式塔机，它包括：基础底座(1)、固定在基础底座(1)上的塔身(2)，在塔身(2)上部连接有回转机构(3)，在回转机构(3)上分别安装有A形塔(4)、吊臂(5)、司机室(6)、平衡重(7)、起升卷扬机(8)、变幅卷扬机(9)，其中吊臂(5)根部铰接在回转机构(3)的两侧，吊臂(5)头部通过拉索和笼头(10)与A形塔(4)顶部的滑轮组(11)通过钢丝绳连接。。

2、专利号为CN201020544014.7， 名称为“内爬式和外爬式的动臂式塔机”的发明专利，该专利公开了一种内爬式和外爬式的动臂式塔机，它包括：基础预埋件(1)、塔身(2)，塔身(2)下端安装的内爬升顶升结构(3)，塔身(2)上端安装的外爬升顶升结构(4)，在塔身(2)上端连接有回转机构(5)，在回转机构(5)上固定连接有平衡臂(6)、A形塔(7)、吊臂(8)、司机室(9)，在平衡臂(6)上安装有动力装置(10)，起升卷扬机(11)、变幅卷扬机(12)，吊臂(8)根部铰接在回转机构(5)的两侧，吊臂(8)头部通过拉索和笼头(13)与A形塔(7)顶部的滑轮组(14)通过钢丝绳连接。

3、专利号为CN201110372124.9， 名称为“动臂式塔机1和2倍率吊钩半自动转换装置”的发明专利，该专利公开了一种动臂式塔机1和2倍率吊钩半自动转换装置。包括夹板(1)、滑轮(2)、轴(3)、平衡重块(4)、吊钩(5)，滑轮(2)通过轴(3)装配在两块夹板之间，两块夹板通过螺栓将平衡重块(4)固定在两夹板之间，平衡块不与滑轮相接触，吊钩(5)挂在滑轮(2)之下。一倍率换二倍率时，将吊钩升到臂端，然后卸下平衡块，将绳子一端固定到起重臂端的防扭装置上，吊钩转为二倍率状态。二倍率换一倍率时，将吊钩降至地面，安装平衡块，从防扭装置上取下钢丝绳，固定在吊钩上。

4、专利号为CN200720026287.0， 名称为“动臂式塔式起重机平衡重自适应调节装置”的发明专利，该专利公开了一种动臂式塔式起重机平衡重自适应调节装置。它是在起重臂上铰接一连杆，连杆的另一端与摇杆铰接，摇杆中部与平衡臂铰接，另一端联结平衡重框架，由起重臂、连杆、摇杆和平衡臂组成一铰链四杆机构，起重臂即为主动连架杆，摇杆为从动连架杆，平衡臂为机架，当起重臂做俯仰动作时，摇杆绕其与平衡臂联结的铰链摇动，平衡重的位置随摇杆的摇动而改变，从而实现对平衡重的自适应调节。

5、专利号为CN200810114263.X， 名称为“动臂式组塔专用塔式起重机”的发明专利，该专利公开了一种动臂式组塔专用塔式起重机，其中，固定支脚1、标准节2、顶升用内塔节6相连成塔身，顶升用内塔节上设起升用内塔节9，其上设回转总成17铰接该起重臂10并设变幅机构16，其中卷扬机19与起重臂间连接变幅拉绳12，使起重臂可在竖直平面内15°～89°范围内转动；在起升用内塔节上设起升机构8，其中卷扬机与起重臂上的吊钩滑轮组11间连接钢丝绳。当起重机以内附着形式工作过程中需要拆除时，通过变幅机构将起重臂上扬89°角，使起重臂从塔最上端的窗口通过，而从铁塔中间自行落下；起升机构8位于塔身上，可使起重工作行程缩短以提高施工效率，塔身上还可设拆塔用吊架，其可方便拆卸起重机。

 上述这些专利虽说都涉及到了一些动臂式塔机的改进，但都没有涉及到如何提高起重机的起升速度，因此如何提高附臂吊及圆筒吊的起升速度仍是一个困扰附臂吊及圆筒吊的重要问题，有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的就是根据目前附臂吊及圆筒吊的起升速度慢，影响工作效率的不足，提供一种附臂吊及圆筒吊的起升速度改变的方法及装置。

根据上述发明目的，本发明所提出的技术方案是：一种圆筒吊及附着吊副钩提速方法，首先根据吊机实际配置及参数情况，确定提高吊装速度的方向和目标值，然后根据所确定的起升速度方向和目标值对变频器参数进行设置，同时利用传感器获取起吊的负载信号，并通过通讯线将起吊的负载信号传输至变频器，变频器识别负载信号后，自动调节频率，根据负载变化自动识别，并通过增加频率来实现带载提速，实现起升速度提升的变频控制。

进一步地，所述的电动机额定电压为380V，变频范围为1～100Hz；变频调速控制方式为1～50Hz为恒转矩调速，50～100Hz为恒功率调速。

进一步地，所述的起升速度方向和目标值为副起升机构起升速度达到：额定载荷下1～20m/min，轻载10～40m/min。轻载部分需利用变频电动机的特性，在50～100Hz为恒功率调速，提高变频频率，进而提高起升速度，但转矩有所下降，负荷有所减少。

进一步地，所述的负载信号经PLC程序处理后传至变频器，当PLC检测到重载或轻载信号后，会输出相应的指令到变频器，变频器根据指令做出相对应的频率输出，实现变频控制。

进一步地，所述的变频控制的变频器根据异步电动机的额定电流来选择，或者根据异步电动机实际运行中的电流值（最大值）来选择，通常令变频器的额定电流≥（1.05～1.10）电动机的额定电流或电动机实际运行中的最大电流。

进一步地，所述的变频器选用PG卡矢量控制模式，实现电机与变频器的闭环控制；即采用PG卡加旋转编码器对电机与变频器的闭环控制，变频器输出的频率，电流所有信息传递至电机，加在电机端的旋转编码器上，随时检测电机的运行状态，并发送高速脉冲信号至变频器，变频器会随时检测自身输出的信号是否与电机反馈的信号一致，更好地保护变频器自身，防止出现电机超速溜钩，过力矩现象。

进一步地，所述的电机上安装了超速保护接点，防止副钩快速下降时溜钩等现象的发生；故对变频器提速起到了很好的保护作用。

进一步地，所述的变频器利用力矩装置送出的轻载时闭合触点来控制PLC上的输入点是否有效，来控制变频器的输出，防止操作人员有时在重载情况下操作快速动作，故变频器只在轻载运行时高速频率有效。

进一步地，所述的变频器最高频率为70Hz输出，并在变频器内设置增益端子，保证了无论主令头如何动作，对应的变频器增益端子电位始终在0-7.5V范围内变化或变频器内部对其进行调整，从而保证了在重载情况下电机始终为恒力矩区域内工作，避免出现超出恒力矩控制区而进入恒功率工作区。

进一步地，所述的变频器在高速频率输出时，电机也相应地超出了工频运行，在变频器内部参数的载波频率及加减速时间，直流制动时间作相应地调整设置，防止变频提速对电机的旋转噪音及电机的制动效果带来地影响。变频器的载波频率与加减速时间是根据机构原件基本特性匹配，再根据现场的实际情况进行调试而最终设置确定的。

本发明的优点在于：本发明利用变频调速，根据吊机的参数设定起升速度方向和目标值，并通过变频器根据负载信号确定起升的速度，实现自动调节频率，可有效提高圆筒吊及附着吊副钩的起升速度，提高副钩效率30%以上。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。

实施例一

一种圆筒吊及附着吊副钩提速方法，首先根据吊机实际配置及参数情况，确定提高吊装速度的方向和目标值，然后根据所确定的起升速度方向和目标值对变频器参数进行设置，同时利用传感器获取起吊的负载信号，并通过通讯线将起吊的负载信号传输至变频器，变频器识别负载信号后，自动调节频率，根据负载变化自动识别，并通过增加频率来实现带载提速，实现起升速度提升的变频控制。

进一步地，所述的电动机额定电压为380V，变频范围为1～100Hz；变频调速控制方式为1～50Hz为恒转矩调速，50～100Hz为恒功率调速。

进一步地，所述的起升速度方向和目标值为副起升机构起升速度达到：额定载荷下1～10m/min，轻载10～40m/min。轻载部分需利用变频电动机的特性，在50～100Hz为恒功率调速，提高变频频率，进而提高起升速度，但转矩有所下降，负荷有所减少。

进一步地，所述的负载信号经PLC程序处理后传至变频器，当PLC检测到重载或轻载信号后，会输出相应的指令到变频器，变频器根据指令做出相对应的频率输出，实现变频控制。

进一步地，所述的变频控制的变频器根据异步电动机的额定电流来选择，或者根据异步电动机实际运行中的电流值（最大值）来选择，通常令变频器的额定电流≥（1.05～1.10）电动机的额定电流或电动机实际运行中的最大电流。

进一步地，所述的变频器选用PG卡矢量控制模式，实现电机与变频器的闭环控制；即采用PG卡加旋转编码器对电机与变频器的闭环控制，变频器输出的频率，电流所有信息传递至电机，加在电机端的旋转编码器上，随时检测电机的运行状态，并发送高速脉冲信号至变频器，变频器会随时检测自身输出的信号是否与电机反馈的信号一致，更好地保护变频器自身，防止出现电机超速溜钩，过力矩现象。

进一步地，所述的电机上安装了超速保护接点，防止副钩快速下降时溜钩等现象的发生；故对变频器提速起到了很好的保护作用。

进一步地，所述的变频器利用力矩装置送出的轻载时闭合触点来控制PLC上的输入点是否有效，来控制变频器的输出，防止操作人员有时在重载情况下操作快速动作，故变频器只在轻载运行时高速频率有效。

进一步地，所述的变频器最高频率为70Hz输出，并在变频器内设置增益端子，保证了无论主令头如何动作，对应的变频器增益端子电位始终在0-7.5V范围内变化或变频器内部对其进行调整，从而保证了在重载情况下电机始终为恒力矩区域内工作，避免出现超出恒力矩控制区而进入恒功率工作区。

进一步地，所述的变频器在高速频率输出时，电机也相应地超出了工频运行，在变频器内部参数的载波频率及加减速时间，直流制动时间作相应地调整设置，防止变频提速对电机的旋转噪音及电机的制动效果带来地影响。变频器的载波频率与加减速时间是根据机构原件基本特性匹配，再根据现场的实际情况进行调试而最终设置确定的。

本发明的优点在于：本发明利用变频调速，根据吊机的参数设定起升速度方向和目标值，并通过变频器根据负载信号确定起升的速度，实现自动调节频率，可有效提高圆筒吊及附着吊副钩的起升速度，提高副钩效率30%以上。本发明主要有以下几个方面的特点：

（1）大型塔式起重机起升机构电动机是起重及冶金专用变频调速三相异步电动机，具有较大的过载能力和较高的机械强度，适合短时断续运转、频繁起动和制动及正反转。其电动机额定电压为380V，变频范围为1～100Hz。变频调速控制方式为1～50Hz为恒转矩调速，50～100Hz为恒功率调速。

（2）根据电力拖动知识及相关公式可知，要想实质上提升副钩起升速度，在保证输出功率，转矩的情况下，需提高电动机的功率，减小减速器的速比，而相应的部件也必须做相应改变。以这个原则对现有的副起升机构做相应的改造，使其起升速度达到：额定1～20m/min,轻载10～40m/min。轻载部分需利用变频电动机的特性，在50～100Hz为恒功率调速，提高变频频率，进而提高起升速度，但转矩有所下降，负荷有所减少；

（3）在原副起升机构电气系统基础上进行二次设计及电气参数重新设置，改造以增加频率来实现带载提速。通过改变变频器参数，根据负载情况，由重量传感器传回参数至变频器，变频器根据负载大小自动选择合适的起升及下降速度，达到提高吊装效率的目的；

（4）重新对FZQ-1250圆筒吊及FZQ2400附着吊变频器参数设置，同时增加通讯线将负载信号传输至变频器，变频器识别负载信号后，自动调节频率，提高副钩效率；

（5）FZQ2000Z副钩功率较低，起升速度较慢，在原有副钩起升卷扬机不更换的前提下，通过更换大功率变频器、电机，降低减速器速比，达到副钩提速的目的；

（6）圆筒吊副钩采用单钩形式，速度不宜过快，因此我们仅在原基础上进行了电气参数重新设置，改造以增加频率来实现带载提速，实现根据负载变化自动识别，从提高了轻载状况下的起升速度，起升较原速度提高了30%，FZQ2400同样只对电气参数进行了重新设置，在保证安全的前提下副钩起升速度提高了30%。

很显然，本申请所列举的实施例只是为了对本发明的原理和结构做进一步描述所列举的几个实例，任何依据本发明的原理构思所做的一些改进都应属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：首先根据吊机实际配置及参数情况，确定提高吊装速度的方向和目标值，然后根据所确定的起升速度方向和目标值对变频器参数进行设置，同时利用传感器获取起吊的负载信号，并通过通讯线将起吊的负载信号传输至变频器，变频器识别负载信号后，自动调节频率，根据负载变化自动识别，并通过增加频率来实现带载提速，实现起升速度提升的变频控制。

2.如权利要求1所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的电动机额定电压为380V，变频范围为1～100Hz；变频调速控制方式为1～50Hz为恒转矩调速，50～100Hz为恒功率调速。

3.如权利要求1所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的起升速度方向和目标值为副起升机构起升速度达到：额定载荷下0～20m/min，轻载0～40m/min；轻载部分需利用变频电动机的特性，在50～100Hz为恒功率调速，提高变频频率，进而提高起升速度，但转矩有所下降，负荷有所减少。

4.如权利要求2或3所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的负载信号经PLC程序处理后传至变频器，当PLC检测到重载或轻载信号后，会输出相应的指令到变频器，变频器根据指令做出相对应的频率输出，实现变频控制。

5.如权利要求2或3所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的变频控制的变频器根据异步电动机的额定电流来选择，或者根据异步电动机实际运行中的电流值（最大值）来选择，通常令变频器的额定电流≥（1.05～1.10）电动机的额定电流或电动机实际运行中的最大电流。

6.如权利要求5所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的变频器选用PG卡矢量控制模式，实现电机与变频器的闭环控制；即采用PG卡加旋转编码器对电机与变频器的闭环控制，变频器输出的频率，电流所有信息传递至电机，加在电机端的旋转编码器上，随时检测电机的运行状态，并发送高速脉冲信号至变频器，变频器会随时检测自身输出的信号是否与电机反馈的信号一致，更好地保护变频器自身，防止出现电机超速溜钩，过力矩现象。

7.如权利要求6所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的电机上安装了超速保护接点，防止副钩快速下降时溜钩等现象的发生；故对变频器提速起到了很好的保护作用。

8.如权利要求7所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的变频器利用力矩装置送出的轻载时闭合触点来控制PLC上的输入点是否有效，来控制变频器的输出，防止操作人员有时在重载情况下操作快速动作，故变频器只在轻载运行时高速频率有效。

9.如权利要求2或3所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的变频器最高频率为70Hz输出，并在变频器内设置增益端子，保证了无论主令头如何动作，对应的变频器增益端子电位始终在0-7.5V范围内变化或变频器内部对其进行调整，从而保证了在重载情况下电机始终为恒力矩区域内工作，避免出现超出恒力矩控制区而进入恒功率工作区。

10.如权利要求2或3所述的圆筒吊及附着吊副钩提速方法，其特征在于：所述的变频器在高速频率输出时，电机也相应地超出了工频运行，在变频器内部参数的载波频率及加减速时间，直流制动时间作相应地调整设置，防止变频提速对电机的旋转噪音及电机的制动效果带来地影响。