時(shí)間:2012-06-07 15:21:52來源:山東深川電氣科技有限
一、前言
卷揚(yáng)機(jī)又叫絞車,由人們或機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置。垂直提升、水平或傾斜拽引重物的單起重機(jī)械。分手動(dòng)和電動(dòng)兩種。
電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、制動(dòng)器、齒輪箱和卷筒組成,共同安裝在機(jī)架上。對(duì)于起升高度和裝卸量大,工作繁忙的情況下,要求調(diào)速性能好,特別要空鉤能快速下降。對(duì)安裝就位或敏感的物料,要能以微動(dòng)速度下降。
卷揚(yáng)機(jī)包括,電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī),建筑卷揚(yáng)機(jī),微型卷揚(yáng)機(jī),主要產(chǎn)品有:JM電控慢速大頓位卷揚(yáng)機(jī)、電控手控慢速卷揚(yáng)機(jī)、JK電控高速卷揚(yáng)機(jī)、JKL手控快速留放卷揚(yáng)機(jī)、電控手控兩用卷揚(yáng)機(jī)、JT調(diào)速卷揚(yáng)機(jī)等,僅能在地上使用,可以通過修改用于船上。它以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力,經(jīng)彈性聯(lián)軸節(jié),三級(jí)封閉式齒輪減速箱,牙嵌式聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)卷筒,采用電磁制動(dòng)。卷揚(yáng)機(jī)產(chǎn)品通用性高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉(zhuǎn)移方便,被廣泛應(yīng)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等物料升降或平拖,還可作為現(xiàn)代化電控自動(dòng)作業(yè)線的配套設(shè)備。
二、傳統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)的控制方式
卷揚(yáng)提升機(jī)的工作特點(diǎn)是:?jiǎn)?dòng)速度慢、轉(zhuǎn)矩大,加速平滑,停車平穩(wěn)、準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的調(diào)速方法:采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī),通過集電環(huán)和碳刷在轉(zhuǎn)子回路中串入若干段電阻,由接觸器控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速。
但存在以下缺點(diǎn):
1) 串聯(lián)電阻調(diào)速,其調(diào)速變化呈跳躍狀,使得減速機(jī)齒輪、天輪、中輪、料車與斜橋?qū)к壷g,在加減速運(yùn)行階段均受到?jīng)_擊力作用,設(shè)備易損壞,鋼絲繩易疲勞,導(dǎo)致維修量大,檢修費(fèi)用增加。
2) 串聯(lián)電阻調(diào)速范圍小,使得聊車速呈突變,減速后停車時(shí)仍有較高轉(zhuǎn)速,對(duì)制動(dòng)器和限位開關(guān)的調(diào)整精度要求高,且容易發(fā)生越位及掉道事故而影響生產(chǎn)。
3) 串聯(lián)電阻調(diào)速,使得料車起動(dòng)及減速時(shí),大部分電能消耗在電阻器上;當(dāng)電動(dòng)機(jī)在電壓下降時(shí),力矩下降,轉(zhuǎn)差率增大,嚴(yán)重時(shí),料車無法啟動(dòng),易于生產(chǎn)事故。
4)能耗高,低速機(jī)械特性軟,因?yàn)檗D(zhuǎn)速的降低是通過轉(zhuǎn)子外接電阻消耗能量來實(shí)現(xiàn)的,并且轉(zhuǎn)速越低,機(jī)械特性越軟,消耗在電阻中能量比例越大,極不經(jīng)濟(jì),而且電網(wǎng)電壓的高低對(duì)速度影響很大。
附表:轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速與變頻調(diào)速的比較
三、深川SVF-EV矢量變頻器卷揚(yáng)機(jī)控制方案
深川SVF-EV矢量型變頻器采用全球領(lǐng)先的矢量控制算法,把電機(jī)定子電流按坐標(biāo)變換分解為轉(zhuǎn)矩電流分量和勵(lì)磁電流分量,從而實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)矩控制。與V/F控制算法相比較具有低頻力矩特性好,動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好,速度控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)變頻器有0.50Hz輸出時(shí)即有180%以上的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,保證懸空起動(dòng)及低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電機(jī)力矩,并可在1:50的速度范圍內(nèi)(1-50Hz)以100%轉(zhuǎn)矩連續(xù)運(yùn)行。速度調(diào)速偏差小于±1%。并利用一個(gè)高速微處理器和最新一代DSP來提高響應(yīng)速度,在提升設(shè)備中對(duì)防止“滑落”很有效果,為保證變頻器不過壓跳閘不被擊壞,需增設(shè)能耗制動(dòng)單元來保證變頻器的正常工作。進(jìn)行制動(dòng)時(shí)制動(dòng)電阻和電機(jī)內(nèi)部有功損耗部分結(jié)合成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
1)傳統(tǒng)控制的變頻改造
1、短接繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組,取消原串電阻調(diào)速方案;也可設(shè)計(jì)切換回路,將原串電阻調(diào)速方案作為備用方案。
2、將電機(jī)抱閘系統(tǒng)獨(dú)立供電,由變頻器輔助控制。
3、將原調(diào)速裝置改造,使其可以空盒子變頻器速度。
4、將變頻器故障保護(hù)信號(hào)串入安全回路。
該方案改造簡(jiǎn)單,設(shè)備投資少,可以很好的利用原控系統(tǒng),且不改變操作工人的操作習(xí)慣。該方案適合控制系統(tǒng)較完善的卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)變頻改造。
2)成套卷揚(yáng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)
1、采用SVF-EV矢量型變頻器作為調(diào)速系統(tǒng)核心,采用PLC作為控制系統(tǒng)核心。
2、根據(jù)配置不同可設(shè)計(jì)多種保護(hù),且可按需要靈活定制控制系統(tǒng)。
根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)工藝控制要求及信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)指示,控制卷揚(yáng)機(jī)的啟動(dòng),加速運(yùn)行,減速、停車等過程,運(yùn)行平穩(wěn)可靠。
(1) 實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的行程監(jiān)視和位置閉環(huán)控制,具有完善的深度和速度顯示及控制功能。
(2) 實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)主回路控制器件真空化和無觸點(diǎn)化得要求,采用PLC控制,硬件配置簡(jiǎn)單,軟件編程靈活,調(diào)試方便且維護(hù)量小。同時(shí)具有良好的閉環(huán)性能。
(3) 提高卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行的安全可靠性和控制技術(shù)水平,對(duì)降低設(shè)備故障率,提高生產(chǎn)效率,減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度發(fā)揮著重要作用。
安全保護(hù)及聯(lián)鎖功能。安全回路閉鎖了卷揚(yáng)機(jī)的運(yùn)行條件,只有當(dāng)外部設(shè)備運(yùn)行正常,具備開車條件后,才允許卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),安全回路閉。
(4) 鎖了卷揚(yáng)機(jī)全部故障信號(hào),故障一旦發(fā)生,卷揚(yáng)機(jī)立即進(jìn)入緊急制動(dòng);排除了后方可繼續(xù)運(yùn)行。
(5) 完善的綜合后備保護(hù)功能。
(6) 利用光電編碼器實(shí)現(xiàn)對(duì)卷揚(yáng)機(jī)的運(yùn)行速度及位置的數(shù)字化檢測(cè)和控制,提高系統(tǒng)控制精度以及可靠性。
(7) 安全回路雙冗余,至少有一路軟件安全回路,一路硬件安全回路。
(8) PLC本身故障如“死機(jī)”“電池電壓低”“數(shù)據(jù)傳送錯(cuò)誤”應(yīng)能可靠檢測(cè)出來并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。
(9) 一路速度檢測(cè)及深度檢測(cè)有問題而另一路正常情況下應(yīng)能用PLC進(jìn)行限速開車。
(10) 自動(dòng)發(fā)送位置信號(hào),如減速、停車、定點(diǎn)、過卷信號(hào)等,重要的點(diǎn)如減速、過卷有兩路以上共同起作用。
(11) 速度、深度有完全獨(dú)立的兩路并進(jìn)行相互比較,比較時(shí)間間隔不大于1秒,速度、深度不正確的情況下回立即采取必要的防止事故擴(kuò)大的措施。
四、結(jié)束語
深川SVF-EV矢量變頻器以其優(yōu)異的性能,大大的提高了傳統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性,減少了設(shè)備的維護(hù)工作。深川電氣科技為卷揚(yáng)機(jī)定制的控制系統(tǒng)結(jié)合了眾多技術(shù)和自動(dòng)控制功能,為卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備廠提供了全套電控解決方案,也可使老舊的卷揚(yáng)機(jī)煥發(fā)新春。自推出市場(chǎng)以來,獲得了用戶的一致好評(píng),也解決了眾多機(jī)械廠家電控落后的問題,取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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