CN201525701U - 天车智能调速控制装置 - Google Patents

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罗自永
李瑞常
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Abstract

本实用新型公开了一种天车智能调速控制装置，包括整流单元、控制单元、操作面板、主控制器和至少2个逆变单元。每个逆变单元由1个控制单元驱动；所有的控制单元由1个操作面板通过1个主控制器控制。本实用新型通过1个操作面板，完成所有电动机运行参数设置、调试和调速控制。本天车智能调速控制装置结构简单、成本较低、调试工作量小，使用方便，易于维护。

Description

天车智能调速控制装置
[技术领域]
本实用新型涉及起重设备，尤其是一种天车智能调速控制装置。
[背景技术]
天车在国民经济各行业广泛使用，如冶金、有色、石化、电力、机械、建材、港口码头及仓储等都有广泛应用，它对设备的调速性能和运行经济性都有较高要求。本系列装置主要用于各种天车的调速控制。
常见的天车驱动电机(包括主钩、副钩、大车、小车、变幅机构)多采用绕线型异步电动机。而调速方式一般为通过转子回路串电阻实现电机调速或普通变频调速，它们都有很大缺点。
转子回路串电阻调速：这种简单调速方式，已经不能满足工矿企业越来越高的应用要求。原因在于在它有很多缺点：
1、绕线型电机转子串电阻的调速方式，机械特性软，调速性能差。
2、串电阻调速是一种有级调速方式，通过接触器的分合完成对转子串联电阻的切换，从而调整电机的转速。切换时电机电流和输出转矩波动较大，会对电网及天车的机械和电气设备部分带来不可避免的冲击，也不利于吊件的平滑搬运。
3、主回路采用正反转接触器实现电机转向切换，实际操作中操作者为了对吊件准确定位，频繁采用反接制动(俗称打反车)，切换电流大，接触器和电机工作状态恶劣，设备检修维护费用非常高。
4、电机启动、调速时转子所串电阻为纯耗能元件，浪费大量电能。
为了克服转子回路串电阻调速的缺点，变频调速已广泛使用，但普通变频调速控制装置也有一些缺点：
普通变频调速一台变频器拖动一台电机，一台变频器配置一个操作面板，运行时每台电机都需要通过各自的控制面板调试，调试工作量大，操作界面不够友好，用户使用不便。
每台变频器由1个整流单元和1个逆变单元构成，结构复杂，成本高。
在制动时一般采用能耗制动，对于天车这一特殊负载能量浪费依然很大。不能使天车负载下落时的位能转化为电能，造成能量浪费。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本较低、调试工作量小的天车智能调速控制装置。
本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种能够利用制动和负载下落能量，能量浪费较小的天车智能调速控制装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种天车智能调速控制装置，包括整流单元、控制单元、操作面板、主控制器和至少2个逆变单元。每个逆变单元由1个控制单元驱动；所有的控制单元由1个操作面板通过1个主控制器控制。
以上所述的天车智能调速控制装置，全部逆变单元由1个整流单元通过公共直流母线集中供电，所有的逆变单元均挂接在公共直流母线上。
以上所述的天车智能调速控制装置，包括平波储能电容和电容充电电阻，所述的平波储能电容并接在公共直流母线上，所述的电容充电电阻串接在平波储能电容和整流单元之间的公共直流母线中，所述的电容充电电阻与1个工作开关并接。
以上所述的天车智能调速控制装置，包括电网回馈逆变单元，所述电网回馈逆变单元的直流输入端接公共直流母线，交流输出端接交流电源进线。
以上所述的天车智能调速控制装置，所述的逆变单元包括主钩电动机逆变单元、副钩电动机逆变单元、大车电动机逆变单元、小车电动机逆变单元。全部整流单元和逆变单元的功率器件都安装在同一块散热板上。
普通天车变频调速控制装置1台电动机配置1个操作面板，运行时每台电动机都需要通过各自的控制面板调试，工作量大，使用不方便。本实用新型天车智能调速控制装置所有的控制单元由1个操作面板通过1个主控制器控制。通过1个操作面板，完成所有电动机运行参数设置、调试和调速控制。本天车智能调速控制装置结构简单、成本较低、调试工作量小，使用方便，易于维护。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例天车智能调速控制装置的原理框图。
图2是本实用新型实施例一块完整的散热板上安装所有功率器件的示意图。
图3是是本实用新型实施例多块散热板拼装后安装所有功率器件的示意图。
[具体实施方式]
在图1至图3所示的本实用新型天车智能调速控制装置的实施例中，天车智能调速控制装置包括整流单元、控制单元、操作面板、主控制器和N个逆变单元。N个逆变单元中包括主钩电动机逆变单元、副钩电动机逆变单元、大车电动机逆变单元和小车电动机逆变单元。全部逆变单元的功率器件安装在同一块散热板上。
每个逆变单元由1个控制单元驱动；所有的控制单元由1个操作面板通过1个主控制器控制。全部逆变单元由1个整流单元通过公共直流母线集中供电，所有的逆变单元均挂接在公共直流母线上。
在整流单元和逆变单元之间有平波储能电容和电容充电电阻。平波储能电容并接在公共直流母线上，电电容充电电阻与1个工作开关并接后串接在平波储能电容和整流单元之间的公共直流母线中。
电网回馈逆变单元的直流输入端接公共直流母线，交流输出端接交流电源进线。
如图2和图3所示，共用整流单元内功率器件和除电网回馈逆变单元外的所有其它逆变单元内功率器件装在同一块散热板上，提高了散热效率和设备稳定性。这些器件装在同一箱柜内。具体布置方式有两种，一种为在一个完整的散热板上安装上述的所有功率器件；另一种为多个散热板各自安装功率器件后，拼装在一起成为一个整体再安装于同一箱柜内。
采用整流单元集中供电，即一套天车智能调速控制装置只有一个整流装置，且直流回路平波储能电容和直流充电电阻共用。该供电母线称为公共直流母线，驱动各电气传动装置的逆变单元，如主钩逆变单元、副钩逆变单元、大车逆变单元、小车逆变单元等均挂接在该直流母线上，与普通天车电动机变频调速装置相比减少了整流单元数量，降低了成本。
本实施例中，用户通过一个操作面板可以完成所有电动机运行参数的设置、系统调试、系统参数查询和调速控制，当主控制器接收到操作面板的命令后，通过各控制单元协调控制完成上述各种任务。而普通天车变频调速控制装置一台电机配置一个操作面板，运行时每台电动机都需要通过各自的控制面板调试，工作量大，使用不方便。此外本天车智能调速控制装置还具有图形画面提示和语音提示等多种功能，操作界面友好，使用方便，简单、易维护。
本实施例采用一个小容量的电网回馈逆变单元与共用整流单元并联，更节能、性价比更高。本天车智能调速控制装置可以使大车、小车下降时的位能及减速制动时的动能转换成电能，存储在超大容量平波储能电容器组中，被母线上的负载设备再利用，当回馈电能超出平波储能电容器的存储容量后通过电网回馈逆变单元把富裕电能回馈到电网。当大车、小车下降或减速制动时，主控制器协调控制控制单元，使电动机处于发电状态。即将负载下降时的位能和大车、小车减速制动时的动能转换成电能，存储在超大容量储能电容器组中，供母线上的负载设备再利用，当回馈电能超出平波储能电容器的存储容量后通过电网回馈逆变单元把富裕的电能回馈到电网。回馈型逆变单元为可选组件，无此组件，本装置也能正常运行。

Claims (6)

1.一种天车智能调速控制装置，包括整流单元、逆变单元、控制单元、操作面板和主控制器，其特征在于，包括至少2个逆变单元，每个逆变单元由1个控制单元驱动；所有的控制单元由1个操作面板通过1个主控制器控制。
2.根据权利要求1所述的天车智能调速控制装置，其特征在于，全部逆变单元由1个整流单元通过公共直流母线集中供电，所有的逆变单元均挂接在公共直流母线上。
3.根据权利要求2所述的天车智能调速控制装置，其特征在于，包括平波储能电容和电容充电电阻，所述的平波储能电容并接在公共直流母线上，所述的电容充电电阻串接在平波储能电容和整流单元之间的公共直流母线中，所述的电容充电电阻与1个工作开关并接。
4.根据权利要求2或3所述的天车智能调速控制装置，其特征在于，包括电网回馈逆变单元，所述电网回馈逆变单元的直流输入端接公共直流母线，交流输出端接交流电源进线。
5.根据权利要求2或3所述的天车智能调速控制装置，其特征在于，全部整流单元和逆变单元的功率器件都安装在同一块散热板上。
6.根据权利要求2或3所述的天车智能调速控制装置，其特征在于，所述的逆变单元包括主钩电动机逆变单元、副钩电动机逆变单元、大车电动机逆变单元、小车电动机逆变单元。
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