偉創(chuàng)AC80矢量型變頻器在卷揚(yáng)機(jī)上的應(yīng)用
發(fā)布時間:2019-08-05 10:15:54來源:
偉創(chuàng)AC80矢量型變頻器在卷揚(yáng)機(jī)上的應(yīng)用
一、前言
卷揚(yáng)機(jī)又叫絞車,由人力或機(jī)械動力驅(qū)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(jī)械。分手動和電動兩種。
電動卷揚(yáng)機(jī)由電念頭、聯(lián)軸節(jié)、制動器、齒輪箱和卷筒組成,共同安裝在機(jī)架上。對于起升度高和裝卸量大,工作繁忙的情況下,要求調(diào)速機(jī)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(yáng)機(jī)包括,電動卷揚(yáng)機(jī),建筑卷揚(yáng)機(jī),微型卷揚(yáng)機(jī)主要產(chǎn)品有:JM電控慢速大噸位卷揚(yáng)機(jī)、JM電控慢速卷揚(yáng)機(jī)、JK電控高速卷揚(yáng)機(jī)、JKL手控快速溜放卷揚(yáng)機(jī)、2JKL手控雙快溜放卷揚(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。它以電念頭為動力,經(jīng)彈性聯(lián)軸節(jié),三級封鎖式齒輪減速箱,牙嵌式聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動卷筒,采用電磁制動。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)移利便,被廣泛應(yīng)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖,還可作現(xiàn)代化電控自動功課線的配套設(shè)備。
二、傳統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)的控制方式
卷揚(yáng)晉升機(jī)的工作特點(diǎn)是:啟動速度慢,轉(zhuǎn)矩大,加速平滑,泊車平穩(wěn)、正確。傳統(tǒng)的調(diào)速方法是:采用繞線轉(zhuǎn)子異步電念頭,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)_擊力的作用,設(shè)備易損壞,鋼絲繩易疲憊,導(dǎo)致維修量大,檢驗(yàn)用度增加。
(2)串聯(lián)電阻調(diào)速范圍小,使得料車速度呈突變,減速后泊車時仍有較高轉(zhuǎn)速,對制動器和限位開關(guān)的調(diào)整精度要求高,且輕易發(fā)生越位及掉道事故而影響出產(chǎn)。
(3)串聯(lián)電阻調(diào)速,使得料車起動及減速時,大部門電能消耗在電阻器上;當(dāng)電念頭在電壓下降時,力矩下降,轉(zhuǎn)差率增大,嚴(yán)峻時,料車無法啟動,易于產(chǎn)生事故。
(4)能耗高,低速機(jī)械特性軟。由于轉(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
序號
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項(xiàng)目
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轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速
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變頻調(diào)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(fù)載變化而變化,輕易產(chǎn)生減速段超速,過卷等題目。
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加、減速時間不隨負(fù)載變化,進(jìn)步了出產(chǎn)效率。
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2
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機(jī)械沖擊
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加、減速時機(jī)械沖擊大,爬行時機(jī)械沖擊大。
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運(yùn)行平穩(wěn),無機(jī)械沖擊
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3
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電網(wǎng)沖擊
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啟動時對電網(wǎng)沖擊大,為額定電流的3~5倍、在減速和爬行段也對電網(wǎng)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(wěn)運(yùn)行。
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5
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系統(tǒng)節(jié)能
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不節(jié)能,電阻上的轉(zhuǎn)差功率耗能很大。
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節(jié)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(yán)峻,灰塵大。
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抱閘磨損小,減少灰塵,值班環(huán)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(dá)到額定力矩的2倍。
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三、偉創(chuàng)AC80矢量變頻器卷揚(yáng)機(jī)控制方案
偉創(chuàng)AC80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控制算法比擬具有低頻力矩特性好,動態(tài)響應(yīng)特性好,速度控制精度高等長處。
當(dāng)變頻器有0.50Hz輸出時即有180%以上的高起動轉(zhuǎn)矩,保證懸空起動及低速運(yùn)轉(zhuǎn)時的電機(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%。并利用一個高速微處理器和比較新一代DSP來進(jìn)步響應(yīng)速度,在晉升設(shè)備中對防止“滑落”很有效果,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間約0.1秒便可達(dá)到150%的轉(zhuǎn)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(shè)能耗制動單元來保證變頻器的正常工作。進(jìn)行制動時制動電阻與電機(jī)內(nèi)部的有功損耗部門結(jié)合成制動轉(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,使其可以控制變頻器速度。
4、將變頻器故障保護(hù)信號串入安全回路。
該方案改造簡樸設(shè)備投資少,可以很好的利用原控制系統(tǒng),且不改變操縱工人的操縱習(xí)慣。它適合控制系統(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AC80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系統(tǒng)發(fā)出的信號指示,控制卷揚(yáng)機(jī)的啟動,加速運(yùn)行,減速,泊車等過程,運(yùn)行平穩(wěn)可靠。
(1)實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的行程監(jiān)督和位置閉環(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)化的要求,采用PLC控制,硬件配置簡樸,軟件編程靈活,調(diào)試?yán)闱揖S護(hù)量小。同時具有良好的閉環(huán)機(jī)能。
(3)進(jìn)步卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行的安全可靠性和控制技術(shù)水平,對降低設(shè)備故障率,進(jìn)步出產(chǎn)效率,減輕操縱職員的勞動強(qiáng)度施展著重要作用。
(4)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)行前提,只有當(dāng)外部設(shè)備運(yùn)行正常,具備開車前提后,才答應(yīng)卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),安全回路閉鎖了卷揚(yáng)機(jī)的全部重故障保護(hù)信號,故障一旦發(fā)生,卷揚(yáng)機(jī)立刻進(jìn)入緊急制動;排除故障后方可繼承運(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)對卷揚(yáng)機(jī)的運(yùn)行速度及位置的數(shù)字化檢測和控制,進(jìn)步系統(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)傳送錯誤”應(yīng)能可靠檢測出來并采取相應(yīng)的保護(hù)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(yīng)能用PLC進(jìn)行限速開車。
(10)自動發(fā)送位置信號,如減速、泊車、定點(diǎn)、過卷信號等;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,比較時間距離不大于1秒,速度、深度不準(zhǔn)確的情況下會立刻采取必要的防止事故擴(kuò)大的措施。
四、結(jié)束語
偉創(chuàng)AC80矢量變頻器以其優(yōu)異的機(jī)能,大大的進(jìn)步了傳統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行不亂性和安全性,減少了設(shè)備的維護(hù)工作。偉創(chuàng)電氣為卷揚(yáng)機(jī)定制的控制系統(tǒng)集合了眾多安全技術(shù)和自動控制功能,為卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備廠家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)青春。