CN202178730U - 用于脱缆钩的变频控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于脱缆钩的变频控制系统，该系统包括变频器、变频模式进线接触器、变频模式出线接触器、进线电抗器、出线电抗器、工频正转接触器、工频反转接触器、制动电阻及脱缆钩控制电机等。该系统由三相电网供电利用变频器对工作电机进行启停及调速控制，卷缆速度在原速度基础上实现可调，空载或轻载启动后处于高速工作状态；满负荷时，处于低速工作状态；即处于恒功率工作状态。另外，在脱缆钩设备上使用变频调速，与传统设备相比减少了启动或停止时的电流冲击，改善了系统的功率因数。同时，通过设置变频器实现恒功率调速，具有较佳的节能效果。本实用新型结构简单，设计合理，操作简便，性能安全可靠，应用效果显著。

Description

用于脱缆钩的变频控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种变频控制系统，特别涉及一种用于脱缆钩的变频控制系统。

背景技术

脱缆钩是安装于码头用于船舶绞缆、系缆的专用设备，是传统系缆桩的更新换代产品，与系缆桩相比，该产品减轻了工人劳动强度，提高了劳动效率、安全性和可靠性。特别适用于大型码头，要求操作人员少，风浪大，系缆及脱缆要求迅速的场合。

目前，传统脱缆钩系统，采用三相工频电源直接驱动电机，操作简单，维护方便。但是电流冲击大，经过长期使用后设备容易出现损坏。在电气控制方面，卷缆速度始终保持一致，在轻载状态下速度过慢，影响了工作效率。

针对以上问题，一方面应重新选用了低速比的减速机，加快卷缆速度；另一方面利用变频控制技术对原系统进行了改造。改造的目标是工作时，卷缆速度在原速度基础上实现可调，空载或轻载启动后处于高速工作状态；满负荷时，处于低速工作状态；即处于恒功率工作状态。另外，为保证系统的安全可靠性，还应设置变频模式与工频模式之间的切换开关。

因此，提供一种结构简单，设计合理，操作简便，性能安全可靠，效果显著的用于脱缆钩的变频控制系统是该领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服常规工频控制系统的不足之处，提供一种结构简单，设计合理，操作简便，性能安全可靠，效果显著的用于脱缆钩的变频控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于脱缆钩的变频控制系统，其特征在于该系统包括变频器、变频模式进线接触器、变频模式出线接触器、进线电抗器、出线电抗器、工频正转接触器、工频反转接触器、制动电阻、脱缆钩控制电机、三相电源、总电源空气开关、熔断器、变压器、整流桥、控制电源及控制面板；所述三相电源经过总电源空气开关、熔断器后与三路元器件并联；一路引出三相电源的任一相及零线与变压器串联再与整流桥串联输出为控制电源，控制电源串联控制面板，控制面板既输出控制变频器，又输出控制工频正转接触器与工频反转接触器；一路与工频正转接触器、工频反转接触器联锁连接后与脱缆钩控制电机串联；另一路与变频模式进线接触器、进线电抗器串联后输入变频器，变频器再与出线电抗器、变频模式出线接触器串联后输出至脱缆钩控制电机。

所述变频器内串联连接制动电阻。

所述变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机，以取得良好的调速效果。

本实用新型的有益效果是：该系统由三相电网供电利用变频器对工作电机进行启停及调速控制，卷缆速度在原速度基础上实现可调，空载或轻载启动后处于高速工作状态；满负荷时，处于低速工作状态；即处于恒功率工作状态。另外，在脱缆钩设备上使用变频调速，与传统设备相比减少了启动或停止时的电流冲击，改善了系统的功率因数，变频器设置实现恒功率调速进行保护，同时具有较佳的节能效果。本实用新型结构简单，设计合理，操作简便，性能安全可靠，应用效果显著。

附图说明

图1是本实用新型组成连接原理示意图；

图中：1变频器，2变频模式进线接触器，3变频模式出线接触器，4进线电抗器，5出线电抗器，6工频正转接触器，7工频反转接触器，8制动电阻，9脱缆钩控制电机，10三相电源，11总电源空气开关，12熔断器，13变压器，14整流桥，15控制电源，16控制面板。

具体实施方式

以下结合附图，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1所示，一种用于脱缆钩的变频控制系统，其特征在于该系统包括变频器1、变频模式进线接触器2、变频模式出线接触器3、进线电抗器4、出线电抗器5、工频正转接触器6、工频反转接触器7、制动电阻8、脱缆钩控制电机9、三相电源10、总电源空气开关11、熔断器12、变压器13、整流桥14、控制电源15及控制面板16；所述三相电源10经过总电源空气开关11、熔断器12后与三路元器件并行联接；一路为引出三相电源10的任一相及零线与变压器13串联再与整流桥14串联输出为控制电源15，控制电源15串联控制面板16，控制面板16既输出控制变频器1，又输出控制工频正转接触器6、工频反转接触器7；一路为与工频正转接触器6、工频反转接触器7联锁连接后与脱缆钩控制电机9串联；另一路为与变频模式进线接触器2、进线电抗器4串联后输入变频器1，变频器1再与出线电抗器5、变频模式出线接触器3串联后输出至脱缆钩控制电机9。

所述变频器1内串联连接制动电阻8，起安全保护作用。

工作原理：

本实用新型由三相电源10供电利用变频器1对脱缆钩控制电机9进行启停及调速控制。三相电源10经变压器13降压，整流桥14整流形成24V直流电，为控制装置提供控制电源15。

三相电源10通过变频器1或工频正转接触器6、工频反转接触器7直接为脱缆钩控制电机9供电。在工频工作模式下，控制面板16控制工频正转接触器6、工频反转接触器7实现脱缆钩控制电机9在工频下正、反转，变频模式进线接触器2断开；在变频工作模式下，工频正转接触器6、工频反转接触器7关断，变频模式进线接触器2、变频模式出线接触器3闭合，控制面板16直接控制变频器1实现脱缆钩控制电机9的正、反转变频调速。同时系统配有总电源空气开关11、熔断器12、进线电抗器4、出线电抗器5及能耗制动电阻8等电气保护装置。

该系统控制部分由两部分组成；由三相电源10引出交流单相220V电源为主电路工频正转接触器6、工频反转接触器7供电，同时单相电源经降压整流后输出直流24V电源15，为其他控制器件供电。三相电源10通电后，由控制面板16的按钮控制模式选择。模式选择后有相应的指示灯提示。在两种控制模式下，均设有自动、手动控制方式，由转换开关转换。手动模式下，电机运行由脚踏开关控制。

图1中的PE为保护零线，N为工作零线，M为电机。

为了实现恒功率调速，可以利用变频控制原理中输出力矩与输出频率的互补关系，对通用变频器进行控制算法进行修改，并配以一定参数的重新设置，从而实现了恒功率调速的目的。

设置变频器使用矢量控制模式。矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理，根据异步电动机的动态数学模型，利用一系列坐标变换将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量。矢量控制模式下，电磁转矩输出公式为：

其中C_m、N为电机特性决定的常数，Φ为磁通量，而电机的额定电流Ia、输入电压U也是保持不变的，因此有变频器的输出电磁转矩Te与输出频率f成反比。在变频器设置中，将输出力矩固化为额定值，输出频率设置为最高值以下自适应调节。则随着实际输出力矩的增大，变频器的输出频率会自动降低，实现基速以下恒转矩特性、基速以上恒功率的效果。

上述参照实施例对该用于脱缆钩的变频控制系统进行的详细描述，是说明的而不是限定的，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应该属本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于脱缆钩的变频控制系统，其特征在于该系统包括变频器、变频模式进线接触器、变频模式出线接触器、进线电抗器、出线电抗器、工频正转接触器、工频反转接触器、制动电阻、脱缆钩控制电机、三相电源、总电源空气开关、熔断器、变压器、整流桥、控制电源及控制面板；所述三相电源经过总电源空气开关、熔断器后与三路元器件并联；一路引出三相电源的任一相及零线与变压器串联再与整流桥串联输出为控制电源，控制电源串联控制面板，控制面板既输出控制变频器，又输出控制工频正转接触器与工频反转接触器；一路与工频正转接触器、工频反转接触器联锁连接后与脱缆钩控制电机串联；另一路与变频模式进线接触器、进线电抗器串联后输入变频器，变频器再与出线电抗器、变频模式出线接触器串联后输出至脱缆钩控制电机。

2.根据权利要求1所述的用于脱缆钩的变频控制系统，其特征在于所述变频器内串联连接制动电阻。

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