富凌变频器在卷扬机上的应用

一．概述
　　卷扬机又称绞车，用来起重和拖拽重物。它可以单独使用，也可以配合滑车在其它机构中使用。由于工作负载的不同，卷扬机在不同情况下吊钩的速度是需要变化的。以前大部分卷扬机用的是串极、直流或转子串电阻来调速，这种调速方式不仅效率低、控制复杂，而且故障率高。随着科学技术的发展，电力半导体器件的不断更新，变频调速系统逐渐取代了原调速系统。这种控制方式的改变，不仅简化了控制线路，而且使设备调速方便、运行平稳，机械特性强，控制精度高，还可以节约很多电能。因此，变频系统的应用把卷扬机推入了一个新的阶段！
　　
二．卷扬机对变频控制系统的要求
　　卷扬机和电梯类似，都是属于特种设备，所以对于可靠性和安全性都有很严格的要求。这样，它对变频控制系统也提出了相应的要求。
　　1、 起动和制动性能好－－－－快速、平稳和准确的起动和制动。
　　2、 全速范围内都有很好的恒转矩性能。
　　3、 重物下降时（除空载或轻载外），都依靠自重下降。为了克服重力加速度的不断加速，电动机必须产生足够的制动转矩，使重物在所需的转速下平稳下降。
　　4、 停车距离不得超过吊钩一分钟上升或下降距离的5%，且重物在空中停住的前后不得有“溜钩”现象
　　
三．系统的组成
1 、电机的选择
　　拖动主电机选用75KW起重及冶金专用变频调速的三相异步电动机。其承载能力强；有独立的风冷机构，可防止电机在低频恒转矩运行时温度超过允许值；使用了F级绝缘，在高次谐波作用下仍可保证可靠的绝缘，是最适合变频驱动的电机。
　　
2 、富凌变频器的选用
　　根据卷扬机的使用场合和实际中所带负载的情况，我们应用中外合资台州富凌机电有限公司制造的DZB100系列通用型恒转矩变频器。该变频器有灵活的电位调速、很好的转矩补偿功能，可满足吊钩在不同负载情况下的工作；配备了一系列的制动单元、制动电阻来消耗能量，以更好的满足下降停车要求；同时满足电机在5-50Hz恒转矩和50-100Hz恒功率特性，以适应使用者在各种情况的操作要求。
　　
3 、制动的选择
（1）制动方式的选择 
　　由于卷扬机对停车制动的严格要求，所以我们采取了能耗制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方式。这样可保证运动中的卷筒能迅速而准确的停止，定位。另外电磁机械制动（电磁抱闸）主要是为了防止有意外发生（如忽然断电等外界突发因素）时，吊在空中的重物下滑。
　　
（2）制动单元和制动电阻的选择
　　卷扬机整个运行过程中有两个状态反馈的能量比较大:一种状态是在重物下降时，电机处于发电状态，产生的再生能量反馈；另一种状态是制动停止时产生的再生能量反馈。针对这两种情况，在选制动单元和制动电阻时，我们选择了制动电流较大的富凌牌DZB70BR—4045的制动单元以及与之配套的大功率的适当阻值的制动电阻。因为制动单元和制动电阻的选择直接影响到整个系统的运行情况，所以选择时要特别慎重。经过多次的工厂试车以及现场的调试、操作，结果证明我们的选择完全可以满足要求。
　　
四．控制电路的设计
　　1、 控制电路中抱闸电机的电路设计比较特殊：我们用变频器信号控制电机的运行。这样设计最大优点是可以防止抱闸电机打开的前后，变频器控制的电机力矩不足而产生卷扬机瞬间的“溜钩”，用变频器通过检测电机输入电流来控制抱闸的系统。
　　2、控制电路图如下：（需要电路图可致信walkmanxu@VIP.sina.com）。
　　
五． 卷扬机采用变频调速的优点
　　1、 故障率低，控制灵活
　　原系统速度和上下方向的变化是由许多接触器、继电器系统控制才能实现：其控制复杂，故障率高，维修也很麻烦。采用变频调速后：控制灵活，系统也大大简化了；检测保护性能好（富凌变频器可以检测输出电压，电流）可靠性提高，还可以节约很大一部分电能。 
　　2 、调速质量提高 
　　原三速电机系统只有三个变化不均匀的速度，对机械和电源有很大的冲击。变频器可以用电位器灵活的控制速度，且是无级调速，调速比可达1：50，精确度可达1%。
　　3 、延长了电磁抱闸系统的寿命 
　　原拖动系统是在运动的情况下直接抱闸，而采用变频控制后，可以在基本停住的状态下进行抱闸，闸皮的磨损也就大大减小了，且制动效果比原来还要好。
　　
六 ．使用效果
　　　　我司变频器为如皋神力机械厂所配套的卷扬机应用在南海石油春晓油田广东湛江石油平台，该司对所购产品都要经过各个部门的审核进行严格的检验。该卷扬设备自2004年12月份投入运行以来一直使用情况很好，客户给予较高的评价。