偉創AC80矢量型變頻器在卷揚機上的應用
發布時間:2019-08-05 10:15:54來源:
偉創AC80矢量型變頻器在卷揚機上的應用
一、前言
卷揚機又叫絞車,由人力或機械動力驅動卷筒、卷繞繩子來完成牽引工作的裝置。垂直晉升、水平或傾斜拽引重物的簡樸起重機械。分手動和電動兩種。
電動卷揚機由電念頭、聯軸節、制動器、齒輪箱和卷筒組成,共同安裝在機架上。對于起升度高和裝卸量大,工作繁忙的情況下,要求調速機能好,特別要空鉤能快速下降。對安裝就位或敏感的物料,要能以微動速度下降。
卷揚機包括,電動卷揚機,建筑卷揚機,微型卷揚機主要產品有:JM電控慢速大噸位卷揚機、JM電控慢速卷揚機、JK電控高速卷揚機、JKL手控快速溜放卷揚機、2JKL手控雙快溜放卷揚機、電控手控兩用卷揚機、JT調速卷揚機等,僅能在地上使用,可以通過修改用于船上。它以電念頭為動力,經彈性聯軸節,三級封鎖式齒輪減速箱,牙嵌式聯軸節驅動卷筒,采用電磁制動。卷揚機產品通用性高、結構緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉移利便,被廣泛應用于建筑、水利工程、林業、礦山、碼頭等的物料升降或平拖,還可作現代化電控自動功課線的配套設備。
二、傳統卷揚機的控制方式
卷揚晉升機的工作特點是:啟動速度慢,轉矩大,加速平滑,泊車平穩、正確。傳統的調速方法是:采用繞線轉子異步電念頭,通過集電環和碳刷在轉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速。
但存在以下缺點:
(1)串聯電阻調速,其調速變化呈跳躍狀,使得減速機齒輪、天輪、中輪、料車與斜橋導軌之間,在加減速運行階段均受到沖擊力的作用,設備易損壞,鋼絲繩易疲憊,導致維修量大,檢驗用度增加。
(2)串聯電阻調速范圍小,使得料車速度呈突變,減速后泊車時仍有較高轉速,對制動器和限位開關的調整精度要求高,且輕易發生越位及掉道事故而影響出產。
(3)串聯電阻調速,使得料車起動及減速時,大部門電能消耗在電阻器上;當電念頭在電壓下降時,力矩下降,轉差率增大,嚴峻時,料車無法啟動,易于產生事故。
(4)能耗高,低速機械特性軟。由于轉速的降低是通過轉子外接電阻消耗能量來實現的,并且轉速越低,機械特性越軟,消耗在電阻中能量比例越大,極不經濟,而且電網電壓的高低對速度影響很大。
附表:轉子串電阻調速與變頻調速的比較
序號
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項目
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轉子串電阻調速
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變頻調速
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1
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加、減速時間
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加、減速時間隨負載變化而變化,輕易產生減速段超速,過卷等題目。
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加、減速時間不隨負載變化,進步了出產效率。
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2
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機械沖擊
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加、減速時機械沖擊大,爬行時機械沖擊大。
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運行平穩,無機械沖擊
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3
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電網沖擊
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啟動時對電網沖擊大,為額定電流的3~5倍、在減速和爬行段也對電網沖擊大。
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啟動時輸出電流為額定電流的1.2倍左右、在等速段、減速段和爬行段無輸出電沖擊。
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4
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低速爬行
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低速爬行主要靠抱閘控制,不不亂。
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低速爬行不亂,可以在0.1M/S的低速平穩運行。
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5
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系統節能
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不節能,電阻上的轉差功率耗能很大。
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節能顯著,一般在20%~40%以上。
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6
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閘瓦磨損
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抱閘頻繁,抱閘磨損嚴峻,灰塵大。
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抱閘磨損小,減少灰塵,值班環境好。
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7
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啟動力矩
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力矩小。
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力矩大,可達到額定力矩的2倍。
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三、偉創AC80矢量變頻器卷揚機控制方案
偉創AC80矢量型變頻器采用全球領先的矢量控制算法,把電機定子電流按坐標變換分解為轉矩電流分量和勵磁電流分量,從而實現精確的轉矩控制。與V/F控制算法比擬具有低頻力矩特性好,動態響應特性好,速度控制精度高等長處。
當變頻器有0.50Hz輸出時即有180%以上的高起動轉矩,保證懸空起動及低速運轉時的電機力矩,并可在 1:50的速度范圍內(1~50Hz)以100%轉矩連續運行。速度調速偏差小于±1%。并利用一個高速微處理器和比較新一代DSP來進步響應速度,在晉升設備中對防止“滑落”很有效果,轉矩響應時間約0.1秒便可達到150%的轉矩。著落時,變頻器將受到較高電勢的能量開釋過程,為保證變頻器不外壓跳閘不被擊壞,需增設能耗制動單元來保證變頻器的正常工作。進行制動時制動電阻與電機內部的有功損耗部門結合成制動轉矩。
1)傳統控制的變頻改造
1、短接繞線電機轉子繞組,取消原串電阻調速方案;也可設計切換回路,將原串電阻調速方案作為備用方案。
2、將電機抱閘系統獨立供電,由變頻器輔助控制。
3、將原調速裝置改造,使其可以控制變頻器速度。
4、將變頻器故障保護信號串入安全回路。
該方案改造簡樸設備投資少,可以很好的利用原控制系統,且不改變操縱工人的操縱習慣。它適合控制系統較完善的卷揚機系統變頻改造。
2)成套卷揚機變頻控制系統
1、采用AC80矢量型變頻器作為調速系統核心,采用PLC作為控制系統核心。
2、根據配置不同可設計多種保護。且可按需要靈活定制控制系統。
根據卷揚機工藝控制要求及信號系統發出的信號指示,控制卷揚機的啟動,加速運行,減速,泊車等過程,運行平穩可靠。
(1)實現卷揚機的行程監督和位置閉環控制,具有完善的深度和速度顯示及控制功能。
(2)實現卷揚機主回路控制器件真空化和無觸點化的要求,采用PLC控制,硬件配置簡樸,軟件編程靈活,調試利便且維護量小。同時具有良好的閉環機能。
(3)進步卷揚機運行的安全可靠性和控制技術水平,對降低設備故障率,進步出產效率,減輕操縱職員的勞動強度施展著重要作用。
(4)安全保護及聯鎖功能。安全回路閉鎖了卷揚機的運行前提,只有當外部設備運行正常,具備開車前提后,才答應卷揚機運轉,安全回路閉鎖了卷揚機的全部重故障保護信號,故障一旦發生,卷揚機立刻進入緊急制動;排除故障后方可繼承運行。
(5)完善的綜合后備保護功能。
(6)利用光電編碼器實現對卷揚機的運行速度及位置的數字化檢測和控制,進步系統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”“電池電壓低”“數據傳送錯誤”應能可靠檢測出來并采取相應的保護措施。
(9)一路速度檢測及深度檢測有題目而另一路正常情況下應能用PLC進行限速開車。
(10)自動發送位置信號,如減速、泊車、定點、過卷信號等;重要的點如減速、過卷有兩路以上共同起作用。
(11)速度、深度有完全獨立的兩路并進行相互比較,比較時間距離不大于1秒,速度、深度不準確的情況下會立刻采取必要的防止事故擴大的措施。
四、結束語
偉創AC80矢量變頻器以其優異的機能,大大的進步了傳統卷揚機運行不亂性和安全性,減少了設備的維護工作。偉創電氣為卷揚機定制的控制系統集合了眾多安全技術和自動控制功能,為卷揚機設備廠家提供了全套電控解決方案,也可使老舊的卷揚機煥發青春。