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起重电机专业生产厂家无锡宏达2022年2月10日讯 目前塔式起重机的小车变幅机构普遍采用力矩电机进行传动，力矩电机的特性能很好地满足带载小车的水平位移，这种形式的传动也是国际知名塔机厂家采用的。
该电机的驱动控制国外从开始就采用电力电子技术，虽然还是三个档位，但是档位切换平滑，机构运行很平稳，直至现在成为传动的经典。
在我国引进该机构技术时无法正确理解和消化电气传动技术，走了不少弯路后，绕过较先进的电力电子技术，退后采用自耦变压器进行调压得到小车变幅机构的低速性能，直至现在都还在应用。
鉴于此，本文从力矩电机调速原理开始分析，提出现用技术存在的问题和面对的难题，推出XD调速器，介绍其新功能和与变频驱动的比较优势。
文章最后也提供了一套完整的用XD调速器改造自耦变压器调速系统的方案，以飨读者。
力矩电机转子阻抗较大，因此其特性曲线较软，可以允许电机在一段时间内堵转，可以通过调节电机定子的三相电压大小来调节电机速度。其特性原理如下：
1、即使在三相电压很低的情况下，空载速度都还是很高，无法很好运行。
因此，为了让小车变幅机构有较好的运行性能，在电机设计过程中引入涡流装置，根据电机中心距及结构特点设置与电机转轴相连的旋转钟罩（导磁体）和固定线圈绕组，当绕组通上直流电后，电机起动，旋转钟罩切割磁力线产生感应电流，形成涡流，进而产生电机反抗转矩，拉低电机转速。其机械特性大致如下：
当绕组施加固定直流电压后，涡流阻抗随着转速加快而增强，但是旋转钟罩达到磁饱和状态时，涡流阻抗受到限制，随着钟罩温升增大，磁效率也降低，因此，涡流阻抗效果不明显。
为了能让涡流一直运行在最佳状态，根据电机三相电压的变化同步调节涡流大小，从而使涡流在电机低速段发挥较好特性。
力矩电机适合于调压调速，不同的电压产生不同的最大转矩，从而形成不同的电机特性，可以扩大其调速范围。
但是，目前阶段，塔机制造厂家普遍采用固定涡流形式，电机电压靠三相自耦变压器降压至230V，机构分三档控制，一档为固定涡流+230V（自耦变压器降压），二档为固定涡流+380V（市电），三档为去掉涡流+380V额定运行。
从特性曲线可看出：V1与V2速度差级太大，V2和V3速度区别又不明显，这样的调速效果就不言而喻了。
更重要的是，电机的机械特性并不是全部一致的，一个厂家不同批次的电机均有差异，更不要说不同电机厂家的电机了。如果电机特性稍微硬一点的话，V2和V3之间就更没有速度差别了，低速也就压不下去。
1、电机的调压调速特性没有利用起来，电机特性没有统一规定，差异太大；
2、用自耦变压器进行降压没有可调性，只能适应电机的一种特性，局限性太大；
路径一虽然可以较好的实现小车变幅机构的调速，但是，必须配置电阻箱，变频调速成本很高，参数易修改，运行和维护更复杂。
路径二是针对涡流力矩电机特性，调制到适宜塔式起重机吊重运行的状态，该控制技术和方法经济性好，可靠性高，非常适应塔机的使用。
XD调速器是专门为塔机带涡流的力矩电机型变幅机构（注：川建为X系列小车变幅机构，永茂为DTC系列小车变幅机构，徐工为BL系列小车变幅机构，虎霸为DXL系列小车变幅机构等）开发的。她分别对电机三相电压和涡流电压进行实时调节，很贴合地适应了该类型变幅机构的电机特性，起、制动无冲击，运行平稳。
变频驱动器是针对变频电机驱动所开发的，她是通过改变电机的V（电压）和f（频率）来实现不同的电机转速，达到调速的目的。变频调速是目前交流调速最常用的一种方式，在建筑机械上的应用也得到了发展，很好地改善了大功率电机驱动的调速性能，为大型塔式起重机的开发和制造奠定了基础。但是，在塔机小功率电机驱动应用变频驱动的话，除了要用高成本的变频电机，变频器的价格也不容小觑，其占变幅机构的成本比例也很高。变频调速还必须配置减速电阻，相应的专门电阻箱既占安装空间，又发热消耗能量，还增加了故障点。
从以上各项功能对比来看，XD驱动与变频器驱动均能实现小车变幅机构的平稳运行，减小起重吊钩的摆动。
但是，XD驱动性价比更高，更能适应塔机小车变幅机构的平滑调速。
红线框中的器件在改造中保留下来用作过渡连线，实际没有使用，可以用接线端子代替。
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保留原自耦变压器的主回路线，分别接入XD调速器的电源输入和电压输出
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控制回路尽量保留与电源相关的线路（AC48V的公共线路）
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1、改造后线路更简洁、明了，维修方便；
2、电控盘面元器件减少，节省了费用；
3、机构运行更平稳，消除了换档的顿挫感；
4、充分利用原有线路和布局，改造时间短，不影响正常施工作业。
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