时光伺服系统在施工升降机项目中的应用

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，主要适用于高楼、　　桥梁、烟囱等高层结构的建筑施工中人员及物料的运输，也可用作仓库码头等处，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：　　

　　

　　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，在电机断电时抱紧制动器。结果是速度单一、启制动冲击大，对结构和机构损坏较严重，电气元件也易损坏，且运行速度比较低。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），在两个电机速度不一致时，造成对减速器、机构等损坏。 　　

　　图1

　　　　（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　　针对施工升降机的应用要求，在IMS系列伺服控制器的基础上重新设计，将两台7.5kW安装在一个控制箱内，共用一个整流桥，替代了原来的接触器，通过控制面板（见图2）控制伺服控制器驱动两台11kW电机带动吊笼上下运行。整个系统结构如图3所示。　　　　

　　图2 操作盒

　　

　　图3

　　　　开始的方案采用两台电机同步控制，实验结果发现，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。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，实现了在不同载荷下，两台电机的转速完全一致。避免了由于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，制动器合上，电机下电。避免了采用接触器控制时，启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：　　

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