偉創AC80矢量型變（biàn）頻器在卷揚機上（shàng）的應用

一（yī）、前言

卷（juàn）揚機又叫絞車，由人力（lì）或機械動力驅動卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置。垂直提升、水平（píng）或傾斜（xié）拽引重物的簡單（dān）起重機械（xiè）。分手動（dòng）和電（diàn）動（dòng）兩種。
電（diàn）動卷揚（yáng）機由電動機、聯軸節、製動器、齒輪箱（xiāng）和卷筒組成，共同（tóng）安裝在機架上。對於起升度高和裝卸量大，工作繁忙的（de）情況下，要求調速性（xìng）能好，特別要空鉤能快速下降。對安裝就位（wèi）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，建築卷揚機，微型卷揚機主要（yào）產品有：JM電控慢速大（dà）噸位卷揚（yáng）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（yáng）機、2JKL手控雙（shuāng）快溜放卷揚機、電控（kòng）手控兩用卷揚（yáng）機、JT調速卷揚機等，僅能在地（dì）上使用，可以通過（guò）修（xiū）改（gǎi）用於船上。它以電動機為動力，經彈性聯軸節，三級封閉（bì）式齒輪減速（sù）箱（xiāng），牙嵌式（shì）聯軸節驅動卷筒，采（cǎi）用電磁製動。卷揚機產品通用性高、結構緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉移方便，被廣泛應用於建築、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作業線的配套設備。
二、傳統卷揚機的控製方式
    卷揚提升機的工作（zuò）特點（diǎn）是：啟動速度慢，轉矩大，加速（sù）平滑，停車平穩、準確。傳統的調速方法（fǎ）是：采用繞線轉子異（yì）步（bù）電動機，通過集電環和碳刷在轉子回路中（zhōng）串入若幹段電阻，由接（jiē）觸器控製接入電阻的多少來控製轉（zhuǎn）速。
但存在以下缺（quē）點：
（1）串聯（lián）電阻調速，其調速變化呈跳（tiào）躍狀，使得減速（sù）機齒（chǐ）輪、天輪、中輪、料車與斜橋（qiáo）導軌之間，在加減速運（yùn）行（háng）階段均受（shòu）到（dào）衝擊力（lì）的作用，設備易損（sǔn）壞，鋼絲繩易（yì）疲勞，導致維修（xiū）量大，檢修費用增加。
（2）串聯（lián）電阻調速範圍小，使得料車速度呈突變，減速後停車時仍有較高轉速，對製動器和限位開關的（de）調整精度要求高，且容易發生越位（wèi）及掉道事（shì）故而影響生（shēng）產（chǎn）。
（3）串聯電（diàn）阻調速，使得料（liào）車起（qǐ）動（dòng）及減速時，大部分電能消耗在電阻器上；當電動機在電壓下降時，力矩下降，轉（zhuǎn）差率增大（dà），嚴重時，料車無法啟動，易於產生事故。
（4）能耗高，低速（sù）機械特性軟。因為轉速的（de）降低是通過轉子外接電阻消耗能量來實現的，並且轉速越低，機械特性越軟，消耗在電阻中能量比例越大（dà），極不經濟，而且電網電壓的高低對速度影響很大。
三（sān）、 AC80 矢量變（biàn）頻器（qì）卷揚機控製方案（àn）
   偉（wěi）創 AC80 矢量型變頻器采用全球領先的矢量控製算法，把電機定（dìng）子電流（liú）按（àn）坐（zuò）標變換分解為轉矩電流分量（liàng）和勵磁電流分量，從而實現精（jīng）確的轉矩（jǔ）控製。與（yǔ） V/F 控製算法相比具有低頻力矩特性好（hǎo），動態響（xiǎng）應特性好，速度控製精度高（gāo）等優點。
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（sù）運轉時（shí）的電機力矩，並可在  1:50 的速度範圍內（ 1 ～ 50Hz ）以 100% 轉矩連續運行。速度調速偏差小於 ±1% 。並（bìng）利（lì）用（yòng）一個高速微處理器和最（zuì）新一代 DSP 來提高響應速度，在提升（shēng）設備中對防止 “ 滑落 ” 很（hěn）有效果，轉矩響（xiǎng）應時間約 0.1 秒（miǎo）便可達到 150% 的轉矩。下落時，變頻器將受到較高電勢的能量釋放過程（chéng），為保證變頻器不過壓跳閘不被擊壞，需增設能耗製動單元來保證變（biàn）頻器的正常工作。進行製動時製動電阻與電機內部的有功損耗部分結合成製（zhì）動轉矩。
1 ）傳統控製的變頻改造
 1 、短接繞線電機轉子繞組，取消原串（chuàn）電阻調速方案；也可設計切換回路（lù），將原串電阻調速（sù）方案（àn）作為備用（yòng）方（fāng）案。
 2 、將電機抱閘係統獨（dú）立供電，由（yóu）變頻器輔助控製（zhì）。
 3 、將原調（diào）速裝置改（gǎi）造，使其可以控（kòng）製變頻器速度。
 4 、將變頻器故障保護信號串入安全回路。
該方案（àn）改造簡單設備投資少，可以（yǐ）很好的利用原控製係統，且不改變操作工人的（de）操作習慣。它適合控製係統較完善（shàn）的卷揚機係統變（biàn）頻改造。
2 ）成套卷揚機變頻控製係統
1 、采用 AC80 矢量型（xíng）變頻器（qì）作為調速係統核心，采用 PLC 作為控製係統核心。
 2 、根據配置不同可設（shè）計多種保護。且可按需要靈活定製控製係統。
根據卷揚機工藝控製要求及信號（hào）係統發出的信號指示（shì），控製卷揚機的啟動，加速運行（háng），減（jiǎn）速，停車等過程，運（yùn）行平穩可靠。
 (1) 實現卷揚機的行程監視和位置閉環控製，具有（yǒu）完善的深度和速度顯示及控製功能。
 (2) 實現卷揚機主回路控（kòng）製（zhì）器件真空（kōng）化和無觸點（diǎn）化的要求（qiú），采用 PLC 控製，硬件配置簡單，軟件編程靈活，調試方便且維護量小。同時具有良好（hǎo）的閉環（huán）性能。
 (3) 提（tí）高卷揚機運行的安全可靠性和控製技術水平，對降低設備故（gù）障率，提（tí）高生產效率，減輕操作人員的勞動強度（dù）發揮著重要（yào）作用。
 (4) 安全保護及聯鎖功能。安全回路（lù）閉鎖了卷（juàn）揚機的運行條（tiáo）件，隻有當外部設（shè）備運行正常，具備開車條件後，才允許卷（juàn）揚機運轉，安全回路閉鎖了卷揚機的（de）全部重故障保護信號，故障一旦發生，卷揚機立即進入緊急製動；排除故障後方可繼續（xù）運行。
（5） 完善的綜合後（hòu）備保護功能。
（ 6 ）利用光電編碼器實現對（duì）卷揚（yáng）機的運行速度及位置的數字（zì）化檢測和（hé）控製，提高係（xì）統（tǒng）控製精度以及可靠性。
（ 7 ）安全回路（lù）雙（shuāng）冗（rǒng）餘，至少有一（yī）路軟件安全回路，一路（lù）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（néng）可靠檢測出來並（bìng）采取相應的保護（hù）措施。
（ 9 ）一路速度檢測及深度檢測（cè）有問題而另一路（lù）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（jiǎn）速、停車、定點、過卷信號等（děng）；重要的點如減速、過卷有（yǒu）兩路以上共同起作用。
（ 11 ）速度、深度有完全獨立的兩路並進行相互比較，比較時間間隔不大於 1 秒，速度、深度不正確的情況（kuàng）下會立即采取必要的防止事（shì）故擴大的措施。
四、結束語
      偉創 AC80 矢量變頻器以其（qí）優異的性能，大大的提高了傳統卷（juàn）揚機運行（háng）穩定性和安全性（xìng），減少（shǎo）了設備的維護工作（zuò）。偉創電氣為卷揚（yáng）機定製（zhì）的（de）控製係統集合（hé）了眾多安（ān）全技術和自動控製（zhì）功能，為卷揚機設備廠家提（tí）供了全套電控解決方案，也可使（shǐ）老舊的卷揚機煥發青春。自（zì）推（tuī）出使用以來（lái），獲得了用戶的一致好評，也解決了眾多機械廠家電控落後的問題，取得了良好的社會效益（yì）和經濟效益。