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安迪伺服系統在施工升降機的應用方案
1、項目介紹
此項目的施工升降機是一種齒輪齒條傳動的施工升降機，通常用于高樓、橋梁、煙囪等高層結構的建筑工地的施工人員及物料的運輸，也常用在倉庫碼頭等處，作為垂直運輸設備之用。進行改造的型號是SCD200/200，其主要電氣性能參數如下：
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額定載重量（kg） |
2×1800 |
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提升速度（m/min） |
35 |
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啟動電流（A） |
2×175 |
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電機功率（kw ） |
2×11 |
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額定電流（A） |
2×25 |
控制系統是施工升降機的關鍵部分，決定著整機性能的優劣。改造前，普通升降機的控制方式都是通過接觸器控制來實現：啟動時，在松開制動盤的同時啟動電機；停止時，在電機斷電時制動器抱緊。結果是速度單一；啟制動沖擊大，對結構及機構損壞較嚴重，電氣元件也易損壞，且運行速度比較低。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。同時，由于采用兩個電機同步拖動（如圖1所示），在兩個電機速度不一致時，造成對減速器、機構等損壞。
圖1
（1）齒輪 （2）導輪 （3）減速機 （4）減速機底板（5)錐鼓限速器 (6)限速器底板 (7)聯軸器 (8)電動機
2、解決方案
針對施工升降機的使用要求，在安迪ADSD-AS系列伺服控制器的基礎上重新設計，將兩臺11kW控制器安裝在一個控制箱內，共用一個整流器，替代了原來的接觸器，通過控制面板（見圖2）操作伺服控制器驅動兩臺11kW電機(原電機加裝編碼器)帶動吊籠上下運行。整個系統結構如圖3所示。
圖2 操作盒
圖3控制圖
開始的方案采用兩臺電機速度同步控制，試驗結果發現，由于兩臺電機剛性連接，造成主機控制器出力大，從機控制器出力小，出力不均。
后來采用兩臺電機通過編碼器反饋，實現速度、電流單獨閉環控制，實現了在不同載荷下，兩臺電機的轉速完全一致。避免了兩臺電機由于轉速不一致，造成的對減速器等一些機構的損壞。同時，升降機的起停采用加速度控制。起動時，首先給電機上電，0速鎖定電機，然后松開制動器，電機開始按照一定的加速度曲線加速到運行速度。停止時，電機從高速減速到0速鎖定，制動器抱死，電機斷電。避免了采用接觸器控制時，起制動時對齒輪齒條的沖擊，提高了施工升降機運行過程中的平穩性和舒適感。
3、項目實施效果
兩臺電機采用閉環控制，兩臺電機的轉速差較小，基本無誤差。這樣就克服了以前采用接觸器控制時，兩臺電機轉速不一致而產生的打齒現象。與改造前升降機相比，具有以下特點：
�。�1）啟、制動平穩，無沖擊。與一般的升降機相比，克服了啟、制動時不舒服的感覺。
�。�2）升降速度調整方便，可隨意更改運行速度。
（3）啟動電流小于額定電流。普通的施工升降機啟動電流大約是額定電流的4-5倍，對電源及供電電纜的要求較高。而改造后高速施工升降機對電源的適用性較強。
�。�4）機械磨損降低，由于啟動時無沖擊，可大大降低齒輪、齒條等的機械磨損，制動器的磨損下降極為明顯。
（5）能源節約明顯。特別是與液壓升降機相比，效果更加明顯。
改造前后，性能對比見下表：
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性能指標 |
接觸器控制 |
伺服控制 |
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啟動電流 |
6～7倍 |
小于額定電流 |
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兩臺電機運行時速差 |
幾轉至幾十轉 |
基本無差值 |
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提升速度 |
最大35m/min，且單一 |
0～50m/min，可設置 |
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元器件老化情況 |
易老化損壞 |
不易老化損壞 |
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制動器磨損情況 |
易磨損，約三個月調整一次 |
不易磨損，一年檢修一次 |
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