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塔式起重機主要針對建筑施工中的模板工藝而進(jìn)行研發(fā)，適用于鋼筋混凝土結構的工業(yè)與民用建筑施工中建筑材料與構件的起重吊運。
一、目前國內起升機構的主要調速方式：

起升機構是塔式起重機的傳動(dòng)機構，目前傳統調速方式下要求重載低速，輕載高速，調速范圍大；起升機構調速方式的優(yōu)劣直接影響整機性能。起升機構調速方式選擇原則有三個(gè)：

★首先要平穩，沖擊??；

★其次要經(jīng)濟和可靠，符合國情；

★三是要便于維修。
1、多速電機變極調速

起重量小于等于6T的小中型塔機競爭激烈，成本控制嚴格，國內以多速電機變極調速為主，方案簡(jiǎn)單，應用較廣，常采用4/8/32極多速電機實(shí)現。

2、電磁離合器換檔的減速器加帶渦流制動(dòng)的單速繞線(xiàn)轉子電機

該調速方式我國已采用幾十年，但現在已逐漸不再使用。它靠電磁離合器換檔改變減速器的速比，靠帶渦流制動(dòng)的單速繞線(xiàn)轉子電機串電阻獲取較軟的特性和慢就位速度。它的優(yōu)點(diǎn)是運行比效平穩，調速比可以設計較大。它的缺點(diǎn)較多，首先電磁離合器一般采用國產(chǎn)機床用產(chǎn)品，壽命短，可靠性差；其次是不能空中動(dòng)態(tài)變換離合器檔位，不然會(huì )下滑，這很危險；三是減速器成本較高。

3、普通減速器加帶渦流制動(dòng)的多速繞線(xiàn)轉子電機

將上一種方式的電磁離合器換檔改為多速電機驅動(dòng)普通單速比減速器則是本方式的思路。相對于多速電機換檔沖擊大的缺點(diǎn)，帶渦流制動(dòng)的多速繞線(xiàn)轉子電機可串電阻獲取較軟的M-n特性，起制動(dòng)和檔位切換較平穩，有慢就位速度，功率可以比鼠籠電機用得大。這種調速方式構造簡(jiǎn)單，易維護，可靠性高。目前已成功地解決了渦流制動(dòng)繞線(xiàn)轉子電機散熱問(wèn)題，大大提高了這種調速方式的可靠性。

目前國內8～12t起升機構大多采用這種調速方式，但是這種電機起制動(dòng)和換檔仍有較大的峰值電流和沖擊，電氣控制系統比較復雜，16t以上的大噸位起升機構一般不宜再采用這種調速方式。
4、差動(dòng)行星減速器加雙電機

行星減速器的太陽(yáng)輪由一臺電機驅動(dòng)，行星架由另一臺電機經(jīng)行星減速驅動(dòng)，外軌道的內齒圈固定在起升卷筒上。這就是差動(dòng)行星減速器的構造。行星系確定為某一合適參數后，卷筒轉速就取決于兩臺電機的轉速和轉向，同向快速，反向慢速。如果是單速電機，每臺電機則有正轉、反轉和停止三種狀態(tài)與另一臺電機相配，因此速度檔位很多。如果用多速電機，速度檔位就更多了，這就是差動(dòng)調速原理。電機可用鼠籠或變頻與鼠籠相結合，較小噸位用鼠籠，大噸位用變頻與鼠籠相結合。這種方式調速比大，能滿(mǎn)足重載低速、輕載高速的要求，而且可靠性高，特別適合于大噸位起升機構。

但差動(dòng)行星減速器結構復雜，一般要非標設計與生產(chǎn)，加上雙電機，成本較高，控制復雜。主機生產(chǎn)廠(chǎng)家采用的不多。

5、變頻調速

變頻調速技術(shù)應用越來(lái)越廣泛。國內塔機起升機構的應用已多年，效果良好，但使用面不廣。它的優(yōu)點(diǎn)是慢就位速度可長(cháng)時(shí)間運行，實(shí)現零速制動(dòng)，運行平穩無(wú)沖擊，能延長(cháng)結構和傳動(dòng)件的壽命，對鋼絲繩排繩和壽命大有裨益，同時(shí)提高了塔機。

但其在起升機構使用面很窄，一是進(jìn)口變頻器仍然較貴，國產(chǎn)變頻器不過(guò)關(guān)；二是變頻器一旦出了問(wèn)題，一般修不了，大多只能換新；變頻調速由于成本高，一般中小噸位起升機構應用少，大噸位則較多。變速調速在中小噸位大面積使用，只有等待國產(chǎn)變頻器的崛起。

二、變頻器在塔式起重機起升機構的方案

塔式起重機在起升機構中應用變頻技術(shù)以日本安川變頻器為主，主要應用于中大塔機，同時(shí)4繩起重量小于等于6T的小中型塔機競爭激烈，成本控制嚴格，所以變頻器應用極少。隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)變頻器技術(shù)日益成熟，價(jià)格優(yōu)勢明顯，應用于中小塔機已經(jīng)成為可能。
1、工藝介紹

中小型塔式起重機典型規格QTZ315塔式起重機，應用廣泛；2倍率主要技術(shù)指標為：起升重量3T，起升速度52/26/5.5m/min，起升機構15/15/5.5KW的4/8/32多極電機，減速機速比I=12.5，滾筒直徑300mm。

對于中小型塔式起重機的指標是升重量3T，滾筒直徑300mm不能有太大變化，對速度的要求也比較高。選用變頻調速方式，需要對相關(guān)設備和技術(shù)指標進(jìn)行適當的調整。
2、 參數計算

起重機變頻調速系統由主令控制器或電位器做為輸入給定，通過(guò)變頻調頻調速電控設備、荷重測控儀、限位開(kāi)關(guān)、制動(dòng)器等配合使用，來(lái)控制起重機的起升機構等交流變頻異步電動(dòng)機起、制動(dòng)、可逆運轉與調速。

設備選型參數：動(dòng)滑輪2倍率，起升機構18.5KW的4極異步鼠籠電機，減速機速比I=31.5；滾筒直徑300mm，即I=31.5,R=D/2=150mm=0.15m,Nn=1450轉/分,Pn=18.5KW。

3、起升重量的計算

Pn=2*π*Nn*Tn/60*1000

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

得理論氣盛重量：F=2*Tn*I*/R*10000=2*121.9*31.5/0.15*10000=5.1198T

考慮傳動(dòng)效率為0.64，則起升重量為：Fmax=0.64*F=0.64*5.1198=3.28T

與要求的起升重量相比有1.1倍保險系數，基本符合要求。

4、起升速度計算

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

根據上式可知，變頻模式下，電機的升速度降低了很多，主要是考慮到節約成本，在市場(chǎng)上有競爭力，設計時(shí)相關(guān)硬件成本估算到；通過(guò)縮短啟動(dòng)和就位時(shí)間，空鉤高于50HZ運行等多種協(xié)調方法，使得實(shí)踐中并不明顯感覺(jué)速度減慢。

三、性能特點(diǎn)

采用先進(jìn)的現代交流變頻調速技術(shù)對塔式起重機電力拖動(dòng)系統進(jìn)行技術(shù)改造，使起重機實(shí)現平穩操作，提高運行效率，超負荷作業(yè)，消除起制動(dòng)沖擊，減少電氣維護，降低電能消耗，提高功缺因數等均可取得良好實(shí)效。同時(shí)還具有過(guò)電流、過(guò)電壓、欠電壓和輸入、輸出缺相保護，以及變頻器過(guò)熱、過(guò)載、制動(dòng)單元過(guò)熱、接地故障保護、電動(dòng)機故障保護等，變頻調速方法具有如下顯著(zhù)特點(diǎn):

1、調速范圍寬，可實(shí)現有控制定位要求的作業(yè)；

2、軟啟動(dòng)、軟停止的功能降低了機械傳動(dòng)沖擊，可明顯鋼結構的承載性能，延長(cháng)了起重機的使用壽命；

3、高集成度組件及高可靠性低壓電器，有效解決原電氣系統接線(xiàn)復雜問(wèn)題，不僅降低了系統故障機率，而且易維護；

4、電動(dòng)機在零速時(shí)，能全力矩輸出，即使制動(dòng)器松動(dòng)或失靈時(shí)，也不會(huì )出現重物下滑，確保系統可靠。

5、具有快速的動(dòng)態(tài)響應，不會(huì )出現溜鉤并真正實(shí)現“零速交叉”功能；

6、專(zhuān)用負荷重量測控儀并配以相應軟件，起升速度可隨負荷重量變化自切換，實(shí)現“輕載快速，重載慢速”的作業(yè)要求；2.4.7系統所用變頻器，具有自動(dòng)節能操作模式，能較大提高系統的功率因數和整機工作效率，節能效果顯著(zhù)，平均節電率可達20%以上。