雙電機RCS起升機構是大中型塔機應用最廣氾的一種起升機構。在使用過程中取得了調速範圍廣、可靠性高、故障率低的的顯著效果。
近幾年來,塔式起重機作為建築機械中一個重要機種,無論在品種、規格、型號、性能和質量上,都有很大的發展。20世紀80年代初期，由法國波坦公司引進塔機的生產技術，大大提高了我國塔機生產技術的水平。雙電機RCS起升機構是目前我國大中型塔機應用廣氾的一種起升機構，總結20年的使用經驗，結合我國工業的發展水平，在國產化的基礎上，對該機構進行技術改造，必然會提高該機構的可靠性，降低故障率，擴大該機構的應用範圍。
一工作原理
RCS起升機構是由兩台完全相同帶制動器的繞線轉子電動機，一台稱為低速12電動機，一台稱為高速32電動機，通過速比1:2的齒輪副與減速機相連。工作時，通過一台拖動電機減少轉子所串電阻，增加轉子電流，增加電動力矩，來實現加速的目的；另一台被拖動電機就成為一台交流發電機，其轉子電流經整流后，加在其定子上，便形成一個電氣減速緩行器，改變制動力矩就可以進行調速。此RCS起升機構的特點是電機在不同電路中具有多種功能：(1)電動機拖動功能；(2)發電機功能；(3)電氣減速緩行器功能；(4)機械制動器功能。
兩台完全相同的帶機械制動器的繞線轉子電動機，形成一個相互制約的閉環控制。位能負載下降時，完全避免了失速問題。兩台繞線電動機完全相同，所以它們能共用一個電阻器。電控分為5個速度，在拖動負載運動中調速，不論起升（或下降）速度如何，均能以最大速度運行，吊載可以準確安全就位，工作平穩，最大調速範圍為1:40，從而提高生產效率。
二技術改造
該機構性能好，但由於操作使用不當，故障率有時偏高。我們將從電控系統、電機選型、調速特性、加速方式等方面進行技術改造，提高機構應用的可靠性。
1．電控系統
RCS起升機構的兩個電機共用一個電阻箱，用繼電器5接觸器進行控制，可靠性低，故障率高。原電控配電箱共有12箇中間繼電器，5個延時繼電器，13個接觸器。由於選型和惡劣的工作條件，2個加速延時繼電器和2個減速延時繼電器常會使系統不能正常工作。
塔機司機的誤操作造成故障率偏高。為儘量減少誤操作，根據對RCS起升機構工作過程的分析，我們用可編程序控制器代替繼電器，對RCS起升機構進行了全新的電控設計。我們選用的小型整體式可編程序控制器內存量大、處理速度快，有豐富的各種功能元件。充分利用條件控制、指令控制、定時、狀態等功能，代替原控制中的繼電器、延時器，滿足每個動作過渡的要求，實現其複雜的調速功能。克服調速過程的衝擊，提高系統的可靠性，降低機器的故障率。
2.電機
RCS起升機構使用兩個相同的電機，目前國內一般選用51.5KW電機。

該電機是引進法國技術國內生產的，其最大轉矩倍數高達3.2倍以上。電機最大轉矩Mm=3.2Mz=1091Nm。
RCS起升機構起動調速時，驅動電動機轉子串接了3段電阻，形成3條人為機械特性曲線。以切換轉矩M2=1.2MZ為切換點，根據計算繪出機械特性，M2為電機轉矩，M2電機額定轉矩，ne電機額定轉速，Mm電機最大轉矩。

3．調速特性
（1）原電機機械特性分析
從圖1中可以看出驅動電機調速的動態過程，原電阻分為3段，且比值不合理，造成調速過程中的衝擊。
①轉子由串接3段電阻切換到串接2段電阻時，最大轉矩M1=2.05Mz，轉矩變化範圍（M1-M2）是0.85倍的額定轉矩Mz。
②由串接4段電阻切換到串接1段電阻時，最大轉矩M1=2.76Mz，轉矩變化（M1-M2）範圍是1.56倍的額定轉矩Mz。
③當轉子切除最後1段電阻時，最大轉矩M1要達到電機的最大轉矩值（3.2倍的額定轉矩MZ）。
（2）改進設計后機械特性分析
按照RCS起升機構的具體情況，電機轉子所串電阻由分3段改為分4段進行切換，並將比值進行調整，情況就會大不一樣。根據計算其轉差率的相對比值1：2.

網站導航

網站導航

學朮期刊

政治法律教育期刊文學期刊醫學期刊經濟期刊科技期刊電子信息農業期刊

電子信息

廣播電視智能科學技術光電技術計算機信息管理計算機網絡計算機應用通信信息安全微電子應用電子技術軟件開發生物醫學工程

政治法律

城市管理軍事思想政治國際政治行政管理社保國際法公司法民事訴訟婚姻家庭環境法刑事訴訟知識產權刑法民商法犯罪學法理法律史行政法憲法

農業論文

農業經濟科學畜牧科學作物生產科學農業工程科學農業環境科學

理工論文

建築設計城市規劃礦業機電一體化交通運輸包裝化工論文電力水力自動化車輛冶金工業設計機械

醫學論文

康復醫學精神醫學醫學校驗臨床醫學預防醫學基礎學營養學藥學

經濟管理

郵電文化產業特許經營房地產餐飲人力項目管理家政保險工商企業物業經濟學電子商務國貿旅遊市場營銷金融審計財會統計財稅銀行証券

文史藝朮

美朮論文播音與主持新聞戲劇動畫藝朮設計導演論文表演音樂哲學曆史社會學邏輯學美學倫理學心理學論文文學外文學廣告公共關係

教育論文

教育技術特殊教育影視教育藝朮教育體育教育人文教育成人教育職業教育教育學學前教育小學教育中學教育初等教育高等教育天文學數學物理化學

新聞

新聞中心行業信息專題訪問鳴網公告

中國鳴網-學朮期刊-政治法律-教育期刊-文學期刊-醫學期刊-經濟期刊-科技期刊-電子信息-農業期刊-新聞中心-行業信息-專題視野-鳴網公告

中國鳴網

地圖學朮期刊|學朮論文|期刊庫論文發表咨詢熱線:400-0158-919

期刊論文

• 學朮論文
• 政治法律
• 教育論文
• 文史藝朮
• 醫學論文
• 經濟管理
• 理工論文
• 電子信息
• 農業論文

• 教育論文發表論培養農村小學生英語學習興趣的有效途徑
• 大學學報核心期刊初中數學教學中“學困生”的成因
• 大班班級論文高中政治復習方法指導探索
• 能發表文章的刊物投稿信息技術在初中英語新課改教學中的應用
• 小學教育核心期刊投稿互動教學在數學教學中的作用

您當前的位置：首頁 > 論文 > 理工論文 > 機械論文

塔式起重機RCS機構的技術改造與應用探討

來源：中國鳴網位置：機械論文時間：2011-07-26 07:54 145

　　摘要：雙電機RCS起升機構是大中型塔機應用最廣氾的一種起升機構。本文對電控組成、電機選型、調速方式、軟件編程等方面進行技術改造，在使用過程中取得了調速範圍廣、可靠性高、故障率低的的顯著效果。
　　關鍵詞：塔式起重機；RCS起升機構；技術改造；應用
　　近幾年來,塔式起重機作為建築機械中一個重要機種,無論在品種、規格、型號、性能和質量上,都有很大的發展。20世紀80年代初期，由法國波坦公司引進塔機的生產技術，大大提高了我國塔機生產技術的水平。雙電機RCS起升機構是目前我國大中型塔機應用廣氾的一種起升機構，總結20年的使用經驗，結合我國工業的發展水平，在國產化的基礎上，對該機構進行技術改造，必然會提高該機構的可靠性，降低故障率，擴大該機構的應用範圍。
　　一工作原理
　　RCS起升機構是由兩台完全相同帶制動器的繞線轉子電動機，一台稱為低速12電動機，一台稱為高速32電動機，通過速比1:2的齒輪副與減速機相連。工作時，通過一台拖動電機減少轉子所串電阻，增加轉子電流，增加電動力矩，來實現加速的目的；另一台被拖動電機就成為一台交流發電機，其轉子電流經整流后，加在其定子上，便形成一個電氣減速緩行器，改變制動力矩就可以進行調速。此RCS起升機構的特點是電機在不同電路中具有多種功能：(1)電動機拖動功能；(2)發電機功能；(3)電氣減速緩行器功能；(4)機械制動器功能。
　　兩台完全相同的帶機械制動器的繞線轉子電動機，形成一個相互制約的閉環控制。位能負載下降時，完全避免了失速問題。兩台繞線電動機完全相同，所以它們能共用一個電阻器。電控分為5個速度，在拖動負載運動中調速，不論起升（或下降）速度如何，均能以最大速度運行，吊載可以準確安全就位，工作平穩，最大調速範圍為1:40，從而提高生產效率。
　　二技術改造
　　該機構性能好，但由於操作使用不當，故障率有時偏高。我們將從電控系統、電機選型、調速特性、加速方式等方面進行技術改造，提高機構應用的可靠性。
　　1．電控系統
　　RCS起升機構的兩個電機共用一個電阻箱，用繼電器5接觸器進行控制，可靠性低，故障率高。原電控配電箱共有12箇中間繼電器，5個延時繼電器，13個接觸器。由於選型和惡劣的工作條件，2個加速延時繼電器和2個減速延時繼電器常會使系統不能正常工作。
　　塔機司機的誤操作造成故障率偏高。為儘量減少誤操作，根據對RCS起升機構工作過程的分析，我們用可編程序控制器代替繼電器，對RCS起升機構進行了全新的電控設計。我們選用的小型整體式可編程序控制器內存量大、處理速度快，有豐富的各種功能元件。充分利用條件控制、指令控制、定時、狀態等功能，代替原控制中的繼電器、延時器，滿足每個動作過渡的要求，實現其複雜的調速功能。克服調速過程的衝擊，提高系統的可靠性，降低機器的故障率。
　　2.電機
　　RCS起升機構使用兩個相同的電機，目前國內一般選用51.5KW電機，基本參數見表1。
　　表1YTSR180M2-4電機參數表

　　該電機是引進法國技術國內生產的，其最大轉矩倍數高達3.2倍以上。電機最大轉矩Mm=3.2Mz=1091Nm。
　　RCS起升機構起動調速時，驅動電動機轉子串接了3段電阻，形成3條人為機械特性曲線。以切換轉矩M2=1.2MZ為切換點，根據計算繪出機械特性，見圖1。圖中s為電機轉差率，M2為電機轉矩，M2電機額定轉矩，ne電機額定轉速，Mm電機最大轉矩。

　　圖1原設計機械特性
　　從圖中可以看出，RCS起升機構電機轉子在切除第1段和第2段電阻時，其最大轉矩值分別為2.05和2.76倍的額定轉矩，已經很大了。在切除第3段時，其切換轉矩值達到了電機的最大轉矩值，即3.2倍的額定轉矩，如此大的轉矩帶來的衝擊是電機、接觸器、起升機構故障率偏高的重要原因之一。從多年使用情況看，電機選型偏大，造成動態衝擊過大，故障率偏高，需要進行技術改造。我們認為選用41KW電機完全能夠滿足工地實際使用的需要，基本參數見表2。
　　表2YTSR180M1-4電機基本參數

　　電機的最大轉矩將減少221Nm，大大減少了對電機和機械的衝擊。在此基礎上，如果再從調速特性上進行技術改造，衝擊轉矩就會減少更多，必然降低電氣與機械設備的故障率。
　　3．調速特性
　　（1）原電機機械特性分析
　　從圖1中可以看出驅動電機調速的動態過程，原電阻分為3段，且比值不合理，造成調速過程中的衝擊。
　　①轉子由串接3段電阻切換到串接2段電阻時，最大轉矩M1=2.05Mz，轉矩變化範圍（M1-M2）是0.85倍的額定轉矩Mz。
　　②由串接4段電阻切換到串接1段電阻時，最大轉矩M1=2.76Mz，轉矩變化（M1-M2）範圍是1.56倍的額定轉矩Mz。
　　③當轉子切除最後1段電阻時，最大轉矩M1要達到電機的最大轉矩值（3.2倍的額定轉矩MZ）。
　　（2）改進設計后機械特性分析
　　按照RCS起升機構的具體情況，電機轉子所串電阻由分3段改為分4段進行切換，並將比值進行調整，情況就會大不一樣。根據計算其轉差率的相對比值為1:2，我們按M2=1.2MZ情況繪出其人為機械特性曲線，見圖2。

　　圖2M2=1.2MZ時的機械特性
　　從圖2可以看出當M2=1.2MZ時，轉子在分別短接4段電阻時，轉矩變化率（M1-M2）
　　只有：1.12MZ、1.20M、1.23MZ、1.03MZ，而切換電阻時的最大轉矩（即M1）也只有2.43MZ。
　　通過以上分析，可以明顯地看出：轉子由串3段改為串4段進行切換，切換轉矩M2越小則轉矩動態變化範圍就越小，最大轉矩也會變小，起到了化整為零的作用。當切換轉矩M2=1.2MZ時，切換的最大轉矩M1也只有2.43MZ，這是完全能夠滿足起動和調速時平穩過渡的工作要求的。通過電機選型和調速方式的重新設計，系統的最大工作轉矩由1091Nm,降低到661Nm，衝擊將明顯減小。

　　4．調速方式
　　由繼電器—接觸器組成的電控系統，起升1、2、3擋時，PV電機起加速作用，GV電機起減速作用。到4擋時，GV電機被切除，PV電動機轉子依次延時封掉2段電阻，然後以PV電動機的額定轉速運行。到5擋時，PV電機被切除，GV電動機在轉子串2段電阻的情況下接入電路。然後GV電動機轉子用同樣方式依次延時封掉2段電阻，以GV電動機的額定轉速運行。4、5擋兩個電機間的切換造成了不必要的衝擊。