用於脫纜鉤的變頻控制系統的製作方法

2024-02-25 04:35:15

專利名稱：用於脫纜鉤的變頻控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變頻控制系統，特別涉及一種用於脫纜鉤的變頻控制系統。
背景技術：
脫纜鉤是安裝於碼頭用於船舶絞纜、系纜的專用設備，是傳統系纜樁的更新換代產品，與系纜樁相比，該產品減輕了工人勞動強度，提高了勞動效率、安全性和可靠性。特別適用於大型碼頭，要求操作人員少，風浪大，系纜及脫纜要求迅速的場合。目前，傳統脫纜鉤系統，採用三相工頻電源直接驅動電機，操作簡單，維護方便。但是電流衝擊大，經過長期使用後設備容易出現損壞。在電氣控制方面，卷纜速度始終保持一致，在輕載狀態下速度過慢，影響了工作效率。針對以上問題，一方面應重新選用了低速比的減速機，加快卷纜速度；另一方面利用變頻控制技術對原系統進行了改造。改造的目標是工作時，卷纜速度在原速度基礎上實現可調，空載或輕載啟動後處於高速工作狀態；滿負荷時，處於低速工作狀態；即處於恆功率工作狀態。另外，為保證系統的安全可靠性，還應設置變頻模式與工頻模式之間的切換開關。因此，提供一種結構簡單，設計合理，操作簡便，性能安全可靠，效果顯著的用於脫纜鉤的變頻控制系統是該領域技術人員亟待解決的問題之一。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服常規工頻控制系統的不足之處，提供一種結構簡單， 設計合理，操作簡便，性能安全可靠，效果顯著的用於脫纜鉤的變頻控制系統。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種用於脫纜鉤的變頻控制系統，其特徵在於該系統包括變頻器、變頻模式進線接觸器、變頻模式出線接觸器、進線電抗器、出線電抗器、工頻正轉接觸器、工頻反轉接觸器、制動電阻、脫纜鉤控制電機、三相電源、總電源空氣開關、熔斷器、變壓器、整流橋、控制電源及控制面板；所述三相電源經過總電源空氣開關、熔斷器後與三路元器件並聯；一路引出三相電源的任一相及零線與變壓器串聯再與整流橋串聯輸出為控制電源，控制電源串聯控制面板，控制面板既輸出控制變頻器，又輸出控制工頻正轉接觸器與工頻反轉接觸器；一路與工頻正轉接觸器、工頻反轉接觸器聯鎖連接後與脫纜鉤控制電機串聯；另一路與變頻模式進線接觸器、進線電抗器串聯後輸入變頻器，變頻器再與出線電抗器、變頻模式出線接觸器串聯後輸出至脫纜鉤控制電機。所述變頻器內串聯連接制動電阻。所述變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。主要採用交一直一交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然後再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機，以取得良好的調速效果。本實用新型的有益效果是該系統由三相電網供電利用變頻器對工作電機進行啟停及調速控制，卷纜速度在原速度基礎上實現可調，空載或輕載啟動後處於高速工作狀態; 滿負荷時，處於低速工作狀態；即處於恆功率工作狀態。另外，在脫纜鉤設備上使用變頻調速，與傳統設備相比減少了啟動或停止時的電流衝擊，改善了系統的功率因數，變頻器設置實現恆功率調速進行保護，同時具有較佳的節能效果。本實用新型結構簡單，設計合理，操作簡便，性能安全可靠，應用效果顯著。

圖1是本實用新型組成連接原理示意圖；圖中1變頻器，2變頻模式進線接觸器，3變頻模式出線接觸器，4進線電抗器，5 出線電抗器，6工頻正轉接觸器，7工頻反轉接觸器，8制動電阻，9脫纜鉤控制電機，10三相電源，11總電源空氣開關，12熔斷器，13變壓器，14整流橋，15控制電源，16控制面板。
具體實施方式
以下結合附圖，對依據本實用新型提供的具體實施方式
、結構、特徵詳述如下如圖1所示，一種用於脫纜鉤的變頻控制系統，其特徵在於該系統包括變頻器1、 變頻模式進線接觸器2、變頻模式出線接觸器3、進線電抗器4、出線電抗器5、工頻正轉接觸器6、工頻反轉接觸器7、制動電阻8、脫纜鉤控制電機9、三相電源10、總電源空氣開關11、 熔斷器12、變壓器13、整流橋14、控制電源15及控制面板16 ；所述三相電源10經過總電源空氣開關11、熔斷器12後與三路元器件並行聯接；一路為引出三相電源10的任一相及零線與變壓器13串聯再與整流橋14串聯輸出為控制電源15，控制電源15串聯控制面板16， 控制面板16既輸出控制變頻器1，又輸出控制工頻正轉接觸器6、工頻反轉接觸器7 ；—路為與工頻正轉接觸器6、工頻反轉接觸器7聯鎖連接後與脫纜鉤控制電機9串聯；另一路為與變頻模式進線接觸器2、進線電抗器4串聯後輸入變頻器1，變頻器1再與出線電抗器5、 變頻模式出線接觸器3串聯後輸出至脫纜鉤控制電機9。所述變頻器1內串聯連接制動電阻8，起安全保護作用。工作原理本實用新型由三相電源10供電利用變頻器1對脫纜鉤控制電機9進行啟停及調速控制。三相電源10經變壓器13降壓，整流橋14整流形成24V直流電，為控制裝置提供控制電源15。三相電源10通過變頻器1或工頻正轉接觸器6、工頻反轉接觸器7直接為脫纜鉤控制電機9供電。在工頻工作模式下，控制面板16控制工頻正轉接觸器6、工頻反轉接觸器 7實現脫纜鉤控制電機9在工頻下正、反轉，變頻模式進線接觸器2斷開；在變頻工作模式下，工頻正轉接觸器6、工頻反轉接觸器7關斷，變頻模式進線接觸器2、變頻模式出線接觸器3閉合，控制面板16直接控制變頻器1實現脫纜鉤控制電機9的正、反轉變頻調速。同時系統配有總電源空氣開關11、熔斷器12、進線電抗器4、出線電抗器5及能耗制動電阻8 等電氣保護裝置。該系統控制部分由兩部分組成；由三相電源10引出交流單相220V電源為主電路工頻正轉接觸器6、工頻反轉接觸器7供電，同時單相電源經降壓整流後輸出直流MV電源 15，為其他控制器件供電。三相電源10通電後，由控制面板16的按鈕控制模式選擇。模式選擇後有相應的指示燈提示。在兩種控制模式下，均設有自動、手動控制方式，由轉換開關轉換。手動模式下，電機運行由腳踏開關控制。圖1中的PE為保護零線，N為工作零線，M為電機。為了實現恆功率調速，可以利用變頻控制原理中輸出力矩與輸出頻率的互補關係，對通用變頻器進行控制算法進行修改，並配以一定參數的重新設置，從而實現了恆功率調速的目的。設置變頻器使用矢量控制模式。矢量控制原理是模仿直流電動機的控制原理，根據異步電動機的動態數學模型，利用一系列坐標變換將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，並同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量。矢量控制模式下，電磁轉矩輸出公式為其中Cm、N為電機特性決定的常數，Φ為磁通量，而電機的額定電流la、輸入電壓 U也是保持不變的，因此有變頻器的輸出電磁轉矩Te與輸出頻率f成反比。在變頻器設置中，將輸出力矩固化為額定值，輸出頻率設置為最高值以下自適應調節。則隨著實際輸出力矩的增大，變頻器的輸出頻率會自動降低，實現基速以下恆轉矩特性、基速以上恆功率的效
^ ο上述參照實施例對該用於脫纜鉤的變頻控制系統進行的詳細描述，是說明的而不是限定的，因此在不脫離本實用新型總體構思下的變化和修改，應該屬本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種用於脫纜鉤的變頻控制系統，其特徵在於該系統包括變頻器、變頻模式進線接觸器、變頻模式出線接觸器、進線電抗器、出線電抗器、工頻正轉接觸器、工頻反轉接觸器、 制動電阻、脫纜鉤控制電機、三相電源、總電源空氣開關、熔斷器、變壓器、整流橋、控制電源及控制面板；所述三相電源經過總電源空氣開關、熔斷器後與三路元器件並聯；一路引出三相電源的任一相及零線與變壓器串聯再與整流橋串聯輸出為控制電源，控制電源串聯控制面板，控制面板既輸出控制變頻器，又輸出控制工頻正轉接觸器與工頻反轉接觸器；一路與工頻正轉接觸器、工頻反轉接觸器聯鎖連接後與脫纜鉤控制電機串聯；另一路與變頻模式進線接觸器、進線電抗器串聯後輸入變頻器，變頻器再與出線電抗器、變頻模式出線接觸器串聯後輸出至脫纜鉤控制電機。
2.根據權利要求1所述的用於脫纜鉤的變頻控制系統，其特徵在於所述變頻器內串聯連接制動電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種用於脫纜鉤的變頻控制系統，該系統包括變頻器、變頻模式進線接觸器、變頻模式出線接觸器、進線電抗器、出線電抗器、工頻正轉接觸器、工頻反轉接觸器、制動電阻及脫纜鉤控制電機等。該系統由三相電網供電利用變頻器對工作電機進行啟停及調速控制，卷纜速度在原速度基礎上實現可調，空載或輕載啟動後處於高速工作狀態；滿負荷時，處於低速工作狀態；即處於恆功率工作狀態。另外，在脫纜鉤設備上使用變頻調速，與傳統設備相比減少了啟動或停止時的電流衝擊，改善了系統的功率因數。同時，通過設置變頻器實現恆功率調速，具有較佳的節能效果。本實用新型結構簡單，設計合理，操作簡便，性能安全可靠，應用效果顯著。
文檔編號H02P1/40GK202178730SQ20112029497
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者周思亮, 李煥名, 楊陽, 程林清, 董國元, 董明望, 薄萬明, 高陽 申請人:天津港實華原油碼頭有限公司