富凌變頻器在卷揚機上的應用

一．概述
　　卷揚機又稱絞車，用來起重和拖拽重物。它可以單獨使用，也可以配合滑車在其它機構中使用。由于工作負載的不同，卷揚機在不同情況下吊鉤的速度是需要變化的。以前大部分卷揚機用的是串極、直流或轉子串電阻來調速，這種調速方式不僅效率低、控制復雜，而且故障率高。隨著科學技術的發展，電力半導體器件的不斷更新，變頻調速系統逐漸取代了原調速系統。這種控制方式的改變，不僅簡化了控制線路，而且使設備調速方便、運行平穩，機械特性強，控制精度高，還可以節約很多電能。因此，變頻系統的應用把卷揚機推入了一個新的階段！
　　
二．卷揚機對變頻控制系統的要求
　　卷揚機和電梯類似，都是屬于特種設備，所以對于可靠性和安全性都有很嚴格的要求。這樣，它對變頻控制系統也提出了相應的要求。
　　1、 起動和制動性能好－－－－快速、平穩和準確的起動和制動。
　　2、 全速范圍內都有很好的恒轉矩性能。
　　3、 重物下降時（除空載或輕載外），都依靠自重下降。為了克服重力加速度的不斷加速，電動機必須產生足夠的制動轉矩，使重物在所需的轉速下平穩下降。
　　4、 停車距離不得超過吊鉤一分鐘上升或下降距離的5%，且重物在空中停住的前后不得有“溜鉤”現象
　　
三．系統的組成
1 、電機的選擇
　　拖動主電機選用75KW起重及冶金專用變頻調速的三相異步電動機。其承載能力強；有獨立的風冷機構，可防止電機在低頻恒轉矩運行時溫度超過允許值；使用了F級絕緣，在高次諧波作用下仍可保證可靠的絕緣，是最適合變頻驅動的電機。
　　
2 、富凌變頻器的選用
　　根據卷揚機的使用場合和實際中所帶負載的情況，我們應用中外合資臺州富凌機電有限公司制造的DZB100系列通用型恒轉矩變頻器。該變頻器有靈活的電位調速、很好的轉矩補償功能，可滿足吊鉤在不同負載情況下的工作；配備了一系列的制動單元、制動電阻來消耗能量，以更好的滿足下降停車要求；同時滿足電機在5-50Hz恒轉矩和50-100Hz恒功率特性，以適應使用者在各種情況的操作要求。
　　
3 、制動的選擇
（1）制動方式的選擇 
　　由于卷揚機對停車制動的嚴格要求，所以我們采取了能耗制動、直流制動和電磁機械制動相結合的方式。這樣可保證運動中的卷筒能迅速而準確的停止，定位。另外電磁機械制動（電磁抱閘）主要是為了防止有意外發生（如忽然斷電等外界突發因素）時，吊在空中的重物下滑。
　　
（2）制動單元和制動電阻的選擇
　　卷揚機整個運行過程中有兩個狀態反饋的能量比較大:一種狀態是在重物下降時，電機處于發電狀態，產生的再生能量反饋；另一種狀態是制動停止時產生的再生能量反饋。針對這兩種情況，在選制動單元和制動電阻時，我們選擇了制動電流較大的富凌牌DZB70BR—4045的制動單元以及與之配套的大功率的適當阻值的制動電阻。因為制動單元和制動電阻的選擇直接影響到整個系統的運行情況，所以選擇時要特別慎重。經過多次的工廠試車以及現場的調試、操作，結果證明我們的選擇完全可以滿足要求。
　　
四．控制電路的設計
　　1、 控制電路中抱閘電機的電路設計比較特殊：我們用變頻器信號控制電機的運行。這樣設計最大優點是可以防止抱閘電機打開的前后，變頻器控制的電機力矩不足而產生卷揚機瞬間的“溜鉤”，用變頻器通過檢測電機輸入電流來控制抱閘的系統。
　　2、控制電路圖如下：（需要電路圖可致信walkmanxu@VIP.sina.com）。
　　
五． 卷揚機采用變頻調速的優點
　　1、 故障率低，控制靈活
　　原系統速度和上下方向的變化是由許多接觸器、繼電器系統控制才能實現：其控制復雜，故障率高，維修也很麻煩。采用變頻調速后：控制靈活，系統也大大簡化了；檢測保護性能好（富凌變頻器可以檢測輸出電壓，電流）可靠性提高，還可以節約很大一部分電能。 
　　2 、調速質量提高 
　　原三速電機系統只有三個變化不均勻的速度，對機械和電源有很大的沖擊。變頻器可以用電位器靈活的控制速度，且是無級調速，調速比可達1：50，精確度可達1%。
　　3 、延長了電磁抱閘系統的壽命 
　　原拖動系統是在運動的情況下直接抱閘，而采用變頻控制后，可以在基本停住的狀態下進行抱閘，閘皮的磨損也就大大減小了，且制動效果比原來還要好。
　　
六 ．使用效果
　　　　我司變頻器為如皋神力機械廠所配套的卷揚機應用在南海石油春曉油田廣東湛江石油平臺，該司對所購產品都要經過各個部門的審核進行嚴格的檢驗。該卷揚設備自2004年12月份投入運行以來一直使用情況很好，客戶給予較高的評價。