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塔式起重机(以下简称塔机)电气系统分为电源、行走、回转、起升和变幅5个部分。5部分的电气系统由供电总电缆、操作联动台和控制系统连接,都可以实现独立操作,互不干扰。每个系统由电动机、单元控制器(包括变频器、直流调速器等控制元件)及一系列断路器和保护装置组成,由联动台和PLC(可编程控制器)控制。

1.维护和保养要点

在塔机的日常使用过程中,其机械系统在缺乏保养情况下,常常会出现噪声大、过热等现象;其电气系统故障很难直接观察,且没有明显的前兆。塔机出现的突发故障以电气系统居多,这就要求我们提前做好电气系统的维护和保养,预防电气故障发生。

(1) 防雷

雷击会对塔机的电气系统造成严重破坏。某工地的1台K80型塔机由于雷电天气没有完全断电,导致行走变频器和力矩限制器主机烧坏。塔机A型架最高处必须装有接闪器(避雷针)、引下线和接地体。塔机底部(行走式的塔机轨道)必须严格按照规定进行接地。雷电发生时要整机断电,不能继续工作。

(2) 防雨

根据经验,雨后为塔机电气故障的多发时段。施工现场一般在雨不是特别大时不会停止施工,塔机也就要在雨天带电运行。塔机几个机构的电动机都是露天安装的,若雨水进入电动机,轻则接地跳闸,重则造成短路,烧毁电动机。因此,在保证通风顺畅的条件下,塔机的电气柜和电动机应采取防雨措施,比如增加防雨罩等。

(3) 防污染

施工现场一般灰尘比较大,灰尘积存在塔机的电器元件上会导致接触不良。因此,要根据现场的具体情况,在断电后对电缆接头、接触器和断路器等主要电器元件进行定期除尘。

塔机上润滑部位的控制电缆容易粘上油污,若长时间不清理,电缆外表橡胶会被腐蚀,露出裸线,造成短路和接地。因此在做完润滑保养后,应检查电缆有无油污,如有,则应及时用棉纱擦拭干净。

(4) 定期紧固

塔机在工作时振动较大,容易引起螺栓松动、线头脱落,因此需要定期对各部位电缆接头处以及连接螺栓进行紧固。例如某塔机出现了起吊重物溜钩现象,但变频器没有报警,各电器元件也都工作正常。经过检查,原因是起升电动机上的旋转编码器连接螺栓松动,造成速度反馈出现偏差。

2.常见故障及排查方法

在出现电气故障后,首先要判断是哪个部位出现问题,一个机构出问题基本不会影响其他机构的运行,如果几个机构同时不能运行,可以判断是主电源、PLC或者联动台上某些部件出了问题。

大型塔机的回转电气系统基本是变频控制,其故障表现在变频器的显示面板上出现故障代码。变频器故障可分为2种,即外部故障和内部故障。其中比较常见的是外部故障,变频器外部一端连着电动机和电阻箱,另一端连着控制系统PLC。

排查故障的顺序应由简单到复杂,先检查电动机和电阻箱,再检查PLC及相关接触器和断路器。

电气故障具有隐蔽性,故障判断与排查可以采用倒推法。常见故障及排查方法如下所述。

(1) 送电跳闸或变频器主电源接线端子出现火花

断开电源线,检查变频器输入端子是否短路,变频器中间电路直流侧端子P、N是否短路。若短路,原因可能是整流器损坏或中间电路短路。

(2) 送电无显示

断开电源线,检查电源是否有缺相或断路情况;如果电源正常,则再次送电检查变频器中间电路直流侧端子P、N是否有电压;如果上述检查正常,则判断变频器内部电源开关损坏。

(3) 开机运行无输出,电动机不启动

断开输出电动机线,再次开机观察变频器面板显示的输入频率,同时测量交流输出端子。若正常,原因可能是变频器启动参数设置或运行端子接线错误,也可能是逆变部分损坏或电动机没有正确连接到变频器。

(4) 变频器停止输出

电动机电压过高、电流过大、过热以及接地不良均会导致变频器停止输出。

若电压过高,应检查电网电压是否过高,或者电动机负载是否过大,如果电动机负载过大并只能在短时间内停机,则需购买带有制动功能的变频器并配置相应的制动电阻。

若电流过大,应先检查电动机负载是否过大,并适当调整变频器参数。如调整无法奏效,则可能是逆变器出现老化或损坏。

电动机过热可能是环境温度过高,超过了变频器允许限额。此时应检查散热风机是否运转,或检查电动机过热保护装置是否正常。

(5) 回转无动作

回转无动作应先观察外部接线有无问题,如果接线正常,再用万用电表检测电阻箱和电动机端子的阻值,以此判断哪个部位短路或者接地。

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