CN202226486U - 电缆卷盘控制装置 - Google Patents

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cable reel
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郑安康
楼杰锋
高守德
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Abstract

本实用新型设计一种电缆卷盘控制装置，包括卷盘(1)、减速箱(2)、驱动电机(3)、位置编码器(4)和电气控制箱(5)，驱动电机(3)上设有负责采集速度的速度编码器(6)，速度编码器(6)与电气控制箱(5)相连，位置编码器(4)也与电气控制箱(5)相连，电气控制箱(5)控制驱动电机(3)转动，驱动电机(3)通过减速箱(2)驱动卷盘(1)转动；其特征在于：所述电缆卷盘控制装置还包括用于检测环境温度的温度传感器(7)，该温度传感器(7)与电气控制箱(5)相连。与现有技术相比，本实用新型克服了因为环境因素引起的卷盘系统外部阻力的变化，使大车电缆卷盘系统在温差变化较大的地区使用也能达到理想的跟随效果，弥补了大车卷盘系统控制系统受环境温度影响的缺陷。

Description

电缆卷盘控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种大型移动设备的电缆收放设备的控制装置，特别涉及一种电缆卷盘控制装置。
背景技术
大型移动设备如：起重机械、隧道挖掘机械、行车等的供电载体一般采用绝缘良好的电缆，当设备移向供电点时，需要通过控制电缆卷盘将电缆整齐地卷起，当设备离开供电点时，需要通过电缆卷盘将电缆平稳地释放。
目前电缆卷盘的控制装置大都采用力矩电机式电缆卷盘控制装置或磁滞式电缆卷盘控制装置。力矩电机式电缆卷盘控制装置是由一台提供近似恒定力矩的电机产生拉力，将电缆卷起或放出，这种控制装置结构较为简单；磁滞式电缆卷盘控制装置是采用了磁性连轴器和多台电机同时运行的办法，克服了力矩不恒定的缺点，通过磁性块使电机与卷盘之间的连接转矩近似恒定不变；同时通过磁性块间隙的调整，可以使电机工作在额定功率范围内，避免电机由于堵转或过载而损坏。上述两种控制装置虽然能够实现电缆的卷绕和释放功能，但卷取力无法按需求控制：力矩电机由于本身的特点，在高速和低速时的力矩是不同的，无法提供真正的恒定力矩，同时由于力矩电机堵转运行时发热量大，在环境温度高的条件下，不适合长期运行；磁滞式电缆卷盘控制装置当设备需要移动的距离较远，卷盘的内圈到外圈的卷绕半径相差较大时，由于磁性连轴器的卷绕力矩近似恒定，因此，在内圈卷绕时电缆承受张力会比外圈大许多，对于内嵌光纤的高压电缆以及承载张力小的电缆，由于内圈拉力过大容易引起损坏，否则在外圈时拉力过小，无法卷起电缆。
目前，随着集装箱起重机大车电缆卷盘系统变频控制技术的广泛应用，大车电缆卷盘系统的性能逐步提高，特别是采用变频力矩控制模式的应用使用电缆的跟随效果有了显著提高，使电缆在起重机大车运行过程中保持柔软的状态，不会出现过紧或过松现象，防止电缆所受张力急剧变化带来的损害，大大延长了电缆的使用寿命。但随着集装箱起重机使用地区的不同，各地使用环境温度冬夏温差变化的影响，引起卷盘系统机械部件的热胀冷缩、润滑油粘稠度的变化和电缆受力特性的变化，导致变频力矩控制模式的电缆跟随性能下降，出现频繁地过紧或过松现象。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能克服温度变化对电缆卷盘控制装置的影响、使电缆的跟随达到最佳受力状态、不会出现电缆受力过紧或过松状态的电缆卷盘控制装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该电缆卷盘控制装置，包括卷盘、减速箱、驱动电机、位置编码器和电气控制箱，驱动电机上设有负责采集速度的速度编码器，速度编码器与电气控制箱相连、并用于负责采集驱动电机的实际速度反馈给电气控制箱，位置编码器也与电气控制箱相连、并用于负责采集卷盘实际卷起电缆的圈数反馈给电气控制箱，电气控制箱控制驱动电机转动，驱动电机通过减速箱驱动卷盘转动；其特征在于：所述电缆卷盘控制装置还包括用于检测环境温度的温度传感器，该温度传感器与电气控制箱相连。
所述驱动电机为变频电机。
所述电气控制箱内设置有PLC控制器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1、克服了因为环境因素引起的卷盘系统外部阻力的变化，使大车电缆卷盘系统在温差变化较大的地区使用也能达到理想的跟随效果；
2、采用了简单的装置完成了对卷盘控制系统的温度补偿，弥补了大车卷盘系统控制系统受环境温度影响的缺陷。
附图说明
图1为本实用新型实施例中电缆卷盘控制装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示的电缆卷盘控制装置，包括卷盘1、减速箱2、驱动电机3、位置编码器4、温度传感器7和电气控制箱5，驱动电机2上设有负责采集速度的速度编码器6，速度编码器6与电气控制箱5相连、并用于负责采集驱动电机的实际速度反馈给电气控制箱，位置编码器4也与电气控制箱相连、并用于负责采集卷盘实际卷起电缆的圈数反馈给电气控制箱，温度传感器7与电气控制箱5相连、并用于负责采集环境温度反馈给电气控制箱，电气控制箱5控制驱动电机转动，驱动电机3通过减速箱2驱动卷盘转动，制动器8也通过减速箱2驱动卷盘停止转动；所述驱动电机3为变频电机；所述电气控制箱5内设置有PLC控制器。
PLC控制器内安装有PLC系统，用于执行电缆卷盘的控制程序，同时进行起重机主控制系统与卷盘控制装置的信号交换，位置编码器用于计算电缆卷盘的圈数，速度编码器用于反馈电机实际速度值，驱动电机通过减速箱驱动卷盘转动。
本装置控制的过程简要描述如下：电气控制箱5采集大车主控信号，电机的实际速度、采集卷盘实际卷起电缆的圈数信号、导缆架方向信号等信号后，判断出当前卷盘系统进行收电缆或放电缆的工况，PLC控制器内部程序经过一系列的运算后通过变频器对驱动电机进行力矩给定，给出电缆在起重机大车运行中所需要的线性变化的力矩，保证电缆在各个工况下达到最佳受力状态。
当外部环境温度变化时，通过温度传感器检测环境温度，并反馈回电气控制箱5的模拟量输入模块，转换成数字量温度信号，PLC控制器内部程序根据数字量温度信号变化量对电缆卷盘力矩给定值进行自动调整，从而克服因为温度变化对大车电缆卷盘系统的影响，使电缆的跟随达到最佳受力状态，不会出现电缆受力过紧或过松状态，达到延长电缆使用寿命的目的。

Claims (3)

1.一种电缆卷盘控制装置，包括卷盘(1)、减速箱(2)、驱动电机(3)、位置编码器(4)和电气控制箱(5)，驱动电机(3)上设有负责采集速度的速度编码器(6)，速度编码器(6)与电气控制箱(5)相连、并用于负责采集驱动电机(3)的实际速度反馈给电气控制箱(5)，位置编码器(4)也与电气控制箱(5)相连、并用于负责采集卷盘(1)实际卷起电缆的圈数反馈给电气控制箱(5)，电气控制箱(5)控制驱动电机(3)转动，驱动电机(3)通过减速箱(2)驱动卷盘(1)转动；其特征在于：所述电缆卷盘控制装置还包括用于检测环境温度的温度传感器(7)，该温度传感器(7)与电气控制箱(5)相连。
2.根据权利要求1所述的电缆卷盘控制装置，其特征在于：所述驱动电机(3)为变频电机。
3.根据权利要求1所述的电缆卷盘控制装置，其特征在于：所述电气控制箱(5)内设置有PLC控制器。
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