專利名稱：用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變頻控制系統(tǒng)，特別涉及一種用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
脫纜鉤是安裝于碼頭用于船舶絞纜、系纜的專用設(shè)備，是傳統(tǒng)系纜樁的更新?lián)Q代產(chǎn)品，與系纜樁相比，該產(chǎn)品減輕了工人勞動強度，提高了勞動效率、安全性和可靠性。特別適用于大型碼頭，要求操作人員少，風(fēng)浪大，系纜及脫纜要求迅速的場合。目前，傳統(tǒng)脫纜鉤系統(tǒng)，采用三相工頻電源直接驅(qū)動電機，操作簡單，維護方便。但是電流沖擊大，經(jīng)過長期使用后設(shè)備容易出現(xiàn)損壞。在電氣控制方面，卷纜速度始終保持一致，在輕載狀態(tài)下速度過慢，影響了工作效率。針對以上問題，一方面應(yīng)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(shù)對原系統(tǒng)進行了改造。改造的目標是工作時，卷纜速度在原速度基礎(chǔ)上實現(xiàn)可調(diào)，空載或輕載啟動后處于高速工作狀態(tài)；滿負荷時，處于低速工作狀態(tài)；即處于恒功率工作狀態(tài)。另外，為保證系統(tǒng)的安全可靠性，還應(yīng)設(shè)置變頻模式與工頻模式之間的切換開關(guān)。因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便，性能安全可靠，效果顯著的用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)是該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服常規(guī)工頻控制系統(tǒng)的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單， 設(shè)計合理，操作簡便，性能安全可靠，效果顯著的用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)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(zhuǎn)接觸器、工頻反轉(zhuǎn)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(guān)、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(jīng)過總電源空氣開關(guān)、熔斷器后與三路元器件并聯(lián)；一路引出三相電源的任一相及零線與變壓器串聯(lián)再與整流橋串聯(lián)輸出為控制電源，控制電源串聯(lián)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(zhuǎn)接觸器與工頻反轉(zhuǎn)接觸器；一路與工頻正轉(zhuǎn)接觸器、工頻反轉(zhuǎn)接觸器聯(lián)鎖連接后與脫纜鉤控制電機串聯(lián)；另一路與變頻模式進線接觸器、進線電抗器串聯(lián)后輸入變頻器，變頻器再與出線電抗器、變頻模式出線接觸器串聯(lián)后輸出至脫纜鉤控制電機。所述變頻器內(nèi)串聯(lián)連接制動電阻。所述變頻器是利用電力半導(dǎo)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。主要采用交一直一交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)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(diào)速效果。本實用新型的有益效果是該系統(tǒng)由三相電網(wǎng)供電利用變頻器對工作電機進行啟停及調(diào)速控制，卷纜速度在原速度基礎(chǔ)上實現(xiàn)可調(diào)，空載或輕載啟動后處于高速工作狀態(tài); 滿負荷時，處于低速工作狀態(tài)；即處于恒功率工作狀態(tài)。另外，在脫纜鉤設(shè)備上使用變頻調(diào)速，與傳統(tǒng)設(shè)備相比減少了啟動或停止時的電流沖擊，改善了系統(tǒng)的功率因數(shù)，變頻器設(shè)置實現(xiàn)恒功率調(diào)速進行保護，同時具有較佳的節(jié)能效果。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便，性能安全可靠，應(yīng)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(zhuǎn)接觸器，7工頻反轉(zhuǎn)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(guān)，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(jié)合附圖，對依據(jù)本實用新型提供的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征詳述如下如圖1所示，一種用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)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(zhuǎn)接觸器6、工頻反轉(zhuǎn)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(guān)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(jīng)過總電源空氣開關(guān)11、熔斷器12后與三路元器件并行聯(lián)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(lián)再與整流橋14串聯(lián)輸出為控制電源15，控制電源15串聯(lián)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(zhuǎn)接觸器6、工頻反轉(zhuǎn)接觸器7 ；—路為與工頻正轉(zhuǎn)接觸器6、工頻反轉(zhuǎn)接觸器7聯(lián)鎖連接后與脫纜鉤控制電機9串聯(lián)；另一路為與變頻模式進線接觸器2、進線電抗器4串聯(lián)后輸入變頻器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(lián)后輸出至脫纜鉤控制電機9。所述變頻器1內(nèi)串聯(lián)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(diào)速控制。三相電源10經(jīng)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(zhuǎn)接觸器6、工頻反轉(zhuǎn)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(zhuǎn)接觸器6、工頻反轉(zhuǎn)接觸器 7實現(xiàn)脫纜鉤控制電機9在工頻下正、反轉(zhuǎn)，變頻模式進線接觸器2斷開；在變頻工作模式下，工頻正轉(zhuǎn)接觸器6、工頻反轉(zhuǎn)接觸器7關(guān)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(xiàn)脫纜鉤控制電機9的正、反轉(zhuǎn)變頻調(diào)速。同時系統(tǒng)配有總電源空氣開關(guān)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(tǒng)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(zhuǎn)接觸器6、工頻反轉(zhuǎn)接觸器7供電，同時單相電源經(jīng)降壓整流后輸出直流MV電源 15，為其他控制器件供電。三相電源10通電后，由控制面板16的按鈕控制模式選擇。模式選擇后有相應(yīng)的指示燈提示。在兩種控制模式下，均設(shè)有自動、手動控制方式，由轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換。手動模式下，電機運行由腳踏開關(guān)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(xiàn)恒功率調(diào)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(guān)系，對通用變頻器進行控制算法進行修改，并配以一定參數(shù)的重新設(shè)置，從而實現(xiàn)了恒功率調(diào)速的目的。設(shè)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(jù)異步電動機的動態(tài)數(shù)學(xué)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(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制，并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(zhuǎn)矩輸出公式為其中Cm、N為電機特性決定的常數(shù)，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(zhuǎn)矩Te與輸出頻率f成反比。在變頻器設(shè)置中，將輸出力矩固化為額定值，輸出頻率設(shè)置為最高值以下自適應(yīng)調(diào)節(jié)。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(xiàn)基速以下恒轉(zhuǎn)矩特性、基速以上恒功率的效
^ ο上述參照實施例對該用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)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(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)該屬本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)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(zhuǎn)接觸器、工頻反轉(zhuǎn)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(guān)、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(jīng)過總電源空氣開關(guān)、熔斷器后與三路元器件并聯(lián)；一路引出三相電源的任一相及零線與變壓器串聯(lián)再與整流橋串聯(lián)輸出為控制電源，控制電源串聯(lián)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(zhuǎn)接觸器與工頻反轉(zhuǎn)接觸器；一路與工頻正轉(zhuǎn)接觸器、工頻反轉(zhuǎn)接觸器聯(lián)鎖連接后與脫纜鉤控制電機串聯(lián)；另一路與變頻模式進線接觸器、進線電抗器串聯(lián)后輸入變頻器，變頻器再與出線電抗器、變頻模式出線接觸器串聯(lián)后輸出至脫纜鉤控制電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于所述變頻器內(nèi)串聯(lián)連接制動電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種用于脫纜鉤的變頻控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(zhuǎn)接觸器、工頻反轉(zhuǎn)接觸器、制動電阻及脫纜鉤控制電機等。該系統(tǒng)由三相電網(wǎng)供電利用變頻器對工作電機進行啟停及調(diào)速控制，卷纜速度在原速度基礎(chǔ)上實現(xiàn)可調(diào)，空載或輕載啟動后處于高速工作狀態(tài)；滿負荷時，處于低速工作狀態(tài)；即處于恒功率工作狀態(tài)。另外，在脫纜鉤設(shè)備上使用變頻調(diào)速，與傳統(tǒng)設(shè)備相比減少了啟動或停止時的電流沖擊，改善了系統(tǒng)的功率因數(shù)。同時，通過設(shè)置變頻器實現(xiàn)恒功率調(diào)速，具有較佳的節(jié)能效果。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便，性能安全可靠，應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)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