一 引言

隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑施工機械化水平的不斷提高，對施工升降機的制造質量和整機技術水平的要求也越來越高。傳統(tǒng)升降機由于運行單一，存在問題較多，采用變頻控制系統(tǒng)逐漸成為主流。本文主要介紹建筑工地施工升降機的組成、普通升降機的缺點、采用變頻控制控制的特點和節(jié)能效果。并以安川H1000變頻器應用案例來說明，包括參數設置與調試效果。讓讀者對安川系列產品有一個比較清晰的認識。

二 建筑施工升降機簡介

施工升降機又叫建筑用施工電梯，也可以成為室外電梯，工地升降機。是建筑中經常使用的載人載貨施工機械，主要用于高層建筑的內外裝修、橋梁、煙囪等建筑的施工。由于其獨特的箱體結構讓施工人員乘坐起來既舒適又安全。施工升降機在工地上通常是配合塔吊使用。一般的施工升降機載重量在1-3噸，運行速度為1-60m/min。施工升降機的種類很多，按運行方式分有：無對重和有對重兩種；按控制方式分為手動控制式和自動控制式。根據實際需要還可以添加變頻裝置和PLC控制模塊，另外還可以添加樓層呼叫裝置和平層裝置。

1、施工升降機的組成：施工升降機主要組成部分如下：導軌架、吊籠、傳動系統(tǒng)、附墻架、底架護欄、電氣系統(tǒng)、安全保護裝置、電纜供電裝置等。如圖所示：

圖1 施工升降機結構 

2、普通施工升降機存在的問題

1）控制系統(tǒng)

    控制系統(tǒng)是施工升降機的關鍵部分，決定著整機性能的優(yōu)劣。普通升降機的控制方式都是通過接觸器控制來實現，速度單一、啟制動沖擊大，對結構和機構損壞較嚴重，電氣元件也易損壞，且運行速度比較低，一般為34－38m／min，既影響了施工速度也影響了施工企業(yè)的效益。若單純地提高速度則將造成加速度過大，結構及機構所受沖擊過大而加快齒輪齒條及制動盤的磨損，從而降低運行的可靠性。

2）起動與剎車系統(tǒng)

普通升降機的起動都是采取直接起動或星三角降壓起動，啟動電流大，對電機和電氣元件造成嚴重的破壞，同時升降機里面的物料容易跌落，特別是有些建筑工地升降機還有乘人現象.存在著極大的安全隱患。普通升降機的的剎車是采用機械抱閘強制制動，升降機突然從高速降為零速的時候，由于慣性的作用，不但對結構和機構造成損壞，而且升降機里面的物料容易跌落，也存在著一定的安全隱患。

3）平層系統(tǒng) 

普通升降機減速到平層時無爬行過程，由運行速度直接向零速減速，升降機的選平層是由司機靠目測手動控制實現的，效率低，經常要上、下點動幾次才能準確停層。既降低了效率又增大了拖動與控制系統(tǒng)的疲勞度，縮短了壽命，同時也會造成里面的物料無法搬運，浪費了時間，影響了工作效率。

3、變頻控制系統(tǒng)的特點：

    采用變頻調速技術，可使起制動過程無級調速，實驗表明起制動時間為2s可使加速度降為0.5m/S；啟動電流小，僅為額定運轉電流的1.4倍，這些特點可以解決上述一系列問題，同時變頻調速控制系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力，能在惡劣的施工環(huán)境中可靠地工作。采用先進的現代交流變頻調速技術對升降機電力拖動系統(tǒng)進行技術改造，使升降機實現平穩(wěn)操作，提高運行效率，改善超負荷作業(yè)，消除起制動沖擊，減少電氣維護，降低電能消耗，提高功率因子等均可取得良好實效。同時還具有過電流、過電壓、欠電壓和輸入缺相保護，以及變頻器過熱、超載、超速、制動單元過熱、I/O故障保護、電動機故障保護等，變頻調速方法效率高，其運行速度可達60～70m/min，是傳統(tǒng)升降機運行速度（34m/min）的兩倍。

無極調速技術有效的解決了機構的傳動沖擊，延長了齒輪、滾輪、軸承、齒條的使用壽命。由于變頻系統(tǒng)具有限流的功能，降低了電機啟動時對電網的沖擊電流，緩解了用電設備間的相互影響，電纜載流能力大大提高。供電電纜不必加大，與常速升降機相比，反而可以減小。既節(jié)約了成本，又為收放電纜創(chuàng)造了方便。
　　變頻調速系統(tǒng)具有完善的安全保護功能。如欠壓、過壓、過轉矩、過電流保護等，使整個電控系統(tǒng)的可靠性、安全性得到保證。由于系統(tǒng)為零速制動，制動器無相對轉動摩擦，所以使用壽命理論上為無窮大，實際上至少延長十幾倍。
　　性能優(yōu)越的選平層控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)升降機的選平層是由司機靠目測手動控制實現的，效率低，經常要上、下點動幾次才能準確停層。既降低了效率又增大了拖動與控制系統(tǒng)的疲勞度，縮短了壽命。而采用變頻選平層使整個系統(tǒng)實現了簡單化，徹底代替了故障率高的繼電器系統(tǒng)。

節(jié)能效果：以兩臺15KW電機舉例，升降機速度提高了，功率增大了，但與傳統(tǒng)產品相比，能耗卻下降了50%，因為在下降時，電機無須供電。按一天10小時工作計算：每天可節(jié)電140kw，合人民幣128元。按每年工作300天計，僅節(jié)電一項即可產生效益38400元。維修費用也同樣下降。同型號非調速升降機，每年至少要更換四次齒輪和制動盤以及若干個接觸器，此項費用至少為25000余元。而且要占用工作時數。用此項技術，齒輪可少換50%，齒條壽命延長一倍，制動器使用十年，年可節(jié)約維修費2萬多元。

三、安川變頻器應用案例介紹

  1、安川H1000變頻器特點

     安川變頻器是世界知名的變頻器之一，由日本安川電機株式會社生產。源于安川電機對電動機的深入了解，安川變頻器以其卓越的控制性能和優(yōu)異的產品品質，依靠安川人“以獨特的技術，為社會和公共事業(yè)做貢獻”的理念得到全球工業(yè)領域的認可。全新推出的“H1000”重負載變頻器全面代替“G7”系列，高性能的電流矢量控制，可驅動IM/PM電機、零速即可輸出200%的轉矩，具有零伺服功能、高起動轉矩、DWELL功能、過勵磁制動、豐富的在線自學習等功能。在起升行業(yè)具有高輸出、高性能、安全及高可靠性。針對起升行業(yè)配有專用的起重軟件，包括專用的抱閘時序功能、碰撞停止功能、輕負載增速功能、過負載檢測、行程限制等功能。采用Swing PWM方式，可抑制升降機頻繁啟停所帶來的電磁干擾。

  2、安川變頻器配置方案

     某商業(yè)建筑工地施工現場施工梯需要改造，之前使用某國產品牌變頻器，使用過程中出現故障多次，有電磁干擾存在，且無起重軟件提供?？蛻舻弥泊ㄗ冾l器在起升行業(yè)有較高的知名度和市場占有率。故決定用安川變頻器來代替。該梯使用兩臺15KW電機驅動，電機額定電流為33A，吊籠提升重量為4噸，載重量為2噸，提升速度為60m/min，帶剎車制動，要求變頻器有抑制電磁干擾功能，起升專用功能。根據以上要求，給客戶給出如下配置：

       變頻器：     安川HB4A0091（37KW、起重軟件版）    1臺

       制動單元：   安川CDBR-4045D                                        1臺

       制動電阻：   3000W 55Ω                            4根（并聯）

  3、參數設置表及抱閘時序

圖2  參數設置一覽表

圖3 抱閘指令時序圖

  4、參數設置及調試

 主電路及控制電路接線確認正確后，變頻器開始通電調試。通過變頻器上的操作面板設置上述參數表中的參數。安川H1000變頻器標配有中文操作液晶面板，參數設置也非常方便。參數設置完成后，按照施工升降機的國標實驗規(guī)則，進行了空載測試、額定負載測試及125%額定負載測試幾個階段，適當調整參數后，均通過測試。

 在調試時，若出現溜鉤現象，可適當調高抱閘頻率，但不宜設置過高，否則變頻器易報故障，一般設置在0.3~2Hz內。調試過程需注意以下幾點：       

   1）空載試驗時，若出現提升時振動的情況，調整N2-01參數。下降時振動，調整S1-02，03參數。

   2）帶額定負載實驗時。抱閘抱住但出現下滑趨勢，調整S1-12~15參數。提升時發(fā)生滑落，調整S1-09參數。提升/下降時振動，調整C4-02，N2-01，02參數。

   3）超負載實驗提升時發(fā)生滑落情況，調整S1-09參數。

   4）下降過程中提升的情況下，若出現電流過大，調整S2-03參數。

   5）起動時發(fā)生摩擦抱閘，調整S1-05~08參數，調整抱閘打開電流。

   6）停止時發(fā)生摩擦抱閘，調整S1-14，15參數。

   7）快速點動時發(fā)生滑落，調整S2-01，02參數。

 安全是施工升降機最重要的標準，在系統(tǒng)調試時必須按照國標進行安全測試。在空載調試時，可測試升降機上下限位、吊籠各門等限位開關是否按設計標準動作；在125%額定負載調試后，將超載保護器調整為110%，進行超載測試。防墜測試，通常在施工升降機上安裝有防墜安全器，防墜安全器是施工升降機上重要的一個部件，要依靠它來消除吊籠墜落事故的發(fā)生，工地上使用中的升降機都必須每三個月進行一次墜落試驗，墜落試驗可通過提高變頻器輸出頻率，使電機驅動吊籠在模擬墜落的速度下，看防墜安全器是否動作。

四、結束語

經現場調試驗證，使用安川H1000變頻器進行改造，安裝簡單，調試方便，使用專用的起重軟件，升降機在起停時無明顯沖擊和下滑現象，調速平穩(wěn)，輸出電流穩(wěn)定，低速時啟動力矩大，減少了對聯軸器等機械設備的沖擊，也降低了對電網的沖擊，使維護費用大大降低，提高了工作效率，并且節(jié)能效果顯著，因此變頻器調速系統(tǒng)在升降機具有很好的推廣應用價值。今年對該客戶進行回訪時，客戶表示11年裝機至今，施工梯運行平穩(wěn)，未出現一次故障，解決了客戶之前存在的問題，在施工周期中給予了施工單位最大的支持?？蛻舴浅M意。