2.1.3 高启动转矩

采用高性能磁通矢量控制模式，低频段提供稳定高输出转矩。

2.2工艺介绍

中小型塔式起重机典型规格QTZ315塔式起重机，应用广泛；2倍率主要技术指标为：最大起升重量3T，起升速度52/26/5.5m/min，起升机构15/15/5.5KW的4/8/32多极电机，减速机速比I=12.5，滚筒直径300mm。

对于中小型塔式起重机最关键的指标是最大起升重量3T，滚筒直径300mm不能有太大变化，对速度的要求也比较高。选用变频调速方式，需要对相关设备和技术指标进行适当的调整。

2.3 参数计算

起重机变频调速系统由主令控制器或电位器做为输入给定，通过变频调频调速电控设备、荷重测控仪、限位开关、制动器等配合使用，来控制起重机的起升机构等交流变频异步电动机起、制动、可逆运转与调速。

设备选型参数：动滑轮2倍率，起升机构18.5KW的4极异步鼠笼电机，减速机速比I=31.5；滚筒直径300mm，即I=31.5,R=D/2=150mm=0.15m,Nn=1450转/分,Pn=18.5KW。

2.3.1 最大起升重量的计算

Pn=2*π*Nn*Tn/60*1000

得：Tn= Pn*1000*60/2*π* Nn=18.5*1000*60/2π*1450=121.9Nm

得理论起升重量为：F=2*Tn*I*/R*10000=2*121.9*31.5/0.15*10000=5.1198T

考虑传动效率为0.64，则最大起升重量为：Fmax=0.64*F=0.64*5.1198=3.28T

与要求的最大起升重量相比有1.1倍保险系数，基本符合要求。

2.3.2最大起升速度计算

Vmax=π*D*Nn/2*I=π*0.3*1450/2*31.5=21.7 m/min

根据上式可知，变频模式下，电机的最大起升速度降低了很多，主要是考虑到节约成本，在市场上有竞争力，设计时相关硬件成本估算到最优化；通过缩短启动和就位时间，空钩高于50HZ运行等多种协调方法，使得实践中并不明显感觉速度减慢。

2.4性能特点

采用先进的现代交流变频调速技术对塔式起重机电力拖动系统进行技术改造，使起重机实现平稳操作，提高运行效率，改善超负荷作业，消除起制动冲击，减少电气维护，降低电能消耗，提高功缺因数等均可取得良好实效。同时还具有过电流、过电压、欠电压和输入缺相保护，以及变频器超温、超载、超速、制动单元过热、I/O故障保护、电动机故障保护等，变频调速方法具有如下显著特点：

2.4.1调速范围宽，可实现有精确控制定位要求的作业；

2.4.2软启动、软停止的功能降低了机械传动冲击，可明显改善钢结构的承载性能，延长了起重机的使用寿命；

2.4.3高集成度组件及高可靠性低压电器，有效解决原电气系统接线复杂问题，不仅降低了系统故障机率，而且易维护；

2.4.4电动机在零速时，能全力矩输出，即使制动器松动或失灵时，也不会出现重物下滑，确保系统安全可靠；

2.4.5具有快速的动态响应，不会出现溜钩并真正实现“零速交叉”功能；

2.4.6专用负荷重量测控仪并配以相应软件，起升速度可随负荷重量变化自切换，实现“轻载快速，重载慢速”的作业要求；

2.4.7系统所用变频器，具有自动节能操作模式，能较大提高系统的功率因数和整机工作效率，节能效果显著，平均节电率可达20%以上；

3．结束语

迄今为止，该设计无速度矢量变频调速的塔式起重机试机已三个月，整机设备运行良好，并接受定单4台。

目前塔式起重机方式绝大多数采用有级调速，无级调速尽管是发展方向，但仍然受到成本等方面的限制。笔者曾做过测算，采用如上所述类似的不增大变频器选型，适当牺牲速度的方法，变频无级调速的成本与带涡流制动的多速绕线转子电机变极调速差距不大，性能却有很大提高，可见意义重大。