起重机笔记 - 进阶篇

1.双速葫芦

起重机在实际使用过程中，要兼顾效率和最大载重这两个因素，所以，起重机厂商会推出双速葫芦。双速葫芦的变速比，10吨的级别，最高可以达到1:10甚至更靠上。大功率的低速档用于提升高载荷负重，高速档用于提升小载荷重物。但，这是怎么实现的呢？

现有的有三种方法可以达到这个高低档，高变速比：

1.使用双速电机：双速电机，通过改变接线方式，切换极对数，一般可以实现1:2的速度差。

2.直接使用双电机，通过机械方法切换双速：双电机方式实现双速葫芦

3.使用变频器。在电机设计能够支持的情况下，变频器最高可以实现10Hz~100Hz的变速差。这种产品的名词是：变频双速葫芦，它有额外的好处，可以实现无级变速。

其他的技术路径：

4.使用功率型分频器？这个暂时没有看到。

5.使用机械减速箱。减速箱的传动能力并不差，虽然会有磨损和散热问题，它的能效，双轴的传动效率能够在95%以上。高速有轴直接驱动卷扬。低速过减速箱再驱动。这种方式很少使用，传动机构有很高的扭矩，在这个层面解决变速问题，很难。

2.减速机

减速机用来将电机的转速降下来，转速降低，力矩会增大。然后提升最大重物的能力就会上升，当然，它的速度会降低。这里是一个业界非常容易看到的四轴减速机。其中具备减速效果的只有中间的两根轴，其他的两根负责动力的额输入和输出。

输入轴和输出轴通过联轴器与电机和卷筒的驱动轴相连。仔细看齿轮的匝数可以看到，它们的齿密度在减小，更高的动力输出，需要更厚的齿来提供足够的力矩支持，所以，相应的齿密度会降低。这个齿数/齿密度的概念，叫模数。变速比和齿数可以用来辅助进行高频分析。这里只有传动轴，理论上可能还会有轴承。

齿轮一般是固定轴，为了减小减速箱的体积，现在会有行星齿轮减速机。就是输入输出轴固定，但是传动轴会做成无轴，它的轴会是可移动的，就像日月地系统。月亮会绕地球运动，它相对太阳而言，轴不固定。参看：行星齿轮演示

齿轮传动一般是密封的。密封起来之后，叫减速箱。还有一种开式齿轮传动，一般用来驱动大尺寸的卷筒:

开式齿轮传动一般用于低转速、高转矩场景。

3.功率、电流快速估算

额定负载和功率的比率可以大致按1吨=1.2KW的比例估算。

额定线电流和额定功率的估算，可以大致按1KW= 2~2.5A的比率粗略换算。

4.降压调速？

不知道大家有没有注意到一个问题。起重机和风扇，非常不同。起重机降压时，电机会烧毁，而鼓风机没有这个问题，这是为什么呢？原因很简单，因为负载特性不一样。起重机的负载是恒力矩模式，无论你怎么降压，只要电源频率不变，那么旋转磁场的转速不变，所以，电机的输出功率近似守恒。电压的下降要靠电流的上升补回。而对于鼓风机而言，它的负载是可变的，风扇转得快，功率就大，风扇转的慢，功率就小，同样的转速调节。三相提升电机和鼓风机会不同。稍稍详细一点的推导过程参见这里：

三相电机降压过程