1、项目介绍
此项目的施工升降机是一种齿轮齿条传动的施工升降机,通常用于高楼、桥梁、烟囱等高层结构的建筑工地的施工人员及物料的运输,也常用在仓库码头等处,作为垂直运输设备之用。进行改造的型号是SCD200/200,其主要电气性能参数如下:
额定载重量(kg) |
2×1800 |
提升速度(m/min) |
35 |
启动电流" title="启动电流">启动电流(A) |
2×175 |
电机功率(kw ) |
2×11 |
额定电流(A) |
2×25 |
控制系统是施工升降机的关键部分,决定着整机性能的优劣。改造前,普通升降机的控制方式都是通过接触器" title="接触器">接触器控制来实现:启动时,在松开制动盘的同时启动电机;停止时,在电机断电时制动器抱紧。结果是速度单一;启制动冲击大,对结构及机构损坏较严重,电气元件也易损坏,且运行速度" title="运行速度">运行速度比较低。若单纯地提高速度则将造成加速度过大,结构及机构所受冲击过大而加快齿轮齿条及制动盘的磨损,从而降低运行的可靠性。同时,由于采用两个电机同步拖动(如图1所示),在两个电机速度" title="电机速度">电机速度不一致时,造成对减速器、机构等损坏。
(1)齿轮 (2)导轮 (3)减速机 (4)减速机底板(5)锥鼓限速器 (6)限速器底板 (7)联轴器 (8)电动机
2、解决方案
针对施工升降机的使用要求,在安迪ADSD-AS系列伺服控制器" title="伺服控制器">伺服控制器的基础上重新设计,将两台11kW控制器安装在一个控制箱内,共用一个整流器,替代了原来的接触器,通过控制面板(见图2)操作伺服控制器驱动两台11kW电机(原电机加装编码器)带动吊笼上下运行。整个系统结构如图3所示。
开始的方案采用两台电机速度同步控制,试验结果发现,由于两台电机刚性连接,造成主机控制器出力大,从机控制器出力小,出力不均。
后来采用两台电机通过编码器反馈,实现速度、电流单独闭环控制" title="闭环控制">闭环控制,实现了在不同载荷下,两台电机的转速完全一致。避免了两台电机由于转速不一致,造成的对减速器等一些机构的损坏。同时,升降机的起停采用加速度控制。起动时,首先给电机上电,0速锁定电机,然后松开制动器,电机开始按照一定的加速度曲线加速到运行速度。停止时,电机从高速减速到0速锁定,制动器抱死,电机断电。避免了采用接触器控制时,起制动时对齿轮齿条的冲击,提高了施工升降机运行过程中的平稳性和舒适感。
3、项目实施效果
两台电机采用闭环控制,两台电机的转速差较小,基本无误差。这样就克服了以前采用接触器控制时,两台电机转速不一致而产生的打齿现象。与改造前升降机相比,具有以下特点:
(1)启、制动平稳,无冲击。与一般的升降机相比,克服了启、制动时不舒服的感觉。
(2)升降速度调整方便,可随意更改运行速度。
(3)启动电流小于额定电流。普通的施工升降机启动电流大约是额定电流的4-5倍,对电源及供电电缆的要求较高。而改造后高速施工升降机对电源的适用性较强。
(4)机械磨损降低,由于启动时无冲击,可大大降低齿轮、齿条等的机械磨损,制动器的磨损下降极为明显。
(5)能源节约明显。特别是与液压升降机相比,效果更加明显。
改造前后,性能对比见下表:
性能指标 |
接触器控制 |
伺服控制 |
启动电流 |
6~7倍 |
小于额定电流 |
两台电机运行时速差 |
几转至几十转 |
基本无差值 |
提升速度 |
最大35m/min,且单一 |
0~ |
元器件老化情况 |
易老化损坏 |
不易老化损坏 |
制动器磨损情况 |
易磨损,约三个月调整一次 |
不易磨损,一年检修一次 |