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

起重机笔记 - 进阶篇_第1张图片

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。

起重机笔记 - 进阶篇_第2张图片

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

你可能感兴趣的:(问题建模,测量,笔记)