偉創AC80矢量型變頻（pín）器在卷揚機上的應（yīng）用

一、前（qián）言

卷揚機又叫絞車，由人力或機械動力驅動卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置。垂直提升、水平或傾斜拽（zhuài）引重物的簡單起重機械。分手動和電動兩種（zhǒng）。
電動卷揚機由電動機、聯軸節、製動器、齒輪箱和卷筒組成，共同安裝在機架上。對於（yú）起（qǐ）升度高和裝卸量大，工作繁忙的情（qíng）況下，要求調速性（xìng）能好（hǎo），特別要空鉤能快速下降。對安裝就位或敏感（gǎn）的（de）物料，要能（néng）以微動速（sù）度下降。
    卷揚機包括（kuò），電動卷揚機（jī），建（jiàn）築卷揚機，微（wēi）型卷揚機主要產品有：JM電控慢速大噸位卷（juàn）揚機、JM電控慢速卷揚機、JK電控高速卷揚機、JKL手控（kòng）快速溜放卷揚機、2JKL手控雙快溜放卷揚（yáng）機、電控手控兩用卷揚機、JT調速卷揚機等，僅能在地上使（shǐ）用（yòng），可以通過修改用於船上。它以（yǐ）電動機為動力，經彈性聯軸節，三級封閉式齒輪減速箱，牙嵌式聯軸節驅動（dòng）卷筒（tǒng），采用（yòng）電磁製動。卷揚機產品通用（yòng）性高、結構緊湊、體（tǐ）積小、重量輕、起重大、使用轉移方便，被廣泛應用於建（jiàn）築、水利工程、林業、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現代化（huà）電（diàn）控（kòng）自動作業線的配套設備。
二、傳統卷揚機的控製方式
    卷揚提（tí）升機的工作特點是：啟動速度慢，轉矩大，加速（sù）平滑，停車平穩、準確。傳統的調速方法是：采用繞（rào）線轉子異步電動機，通過集電環和碳（tàn）刷（shuā）在轉子回路中串入若幹段電阻，由接觸器控製接入電阻的多少來控製轉速。
但存在（zài）以下缺點：
（1）串聯電阻調速，其調速變化呈跳躍狀，使得減速（sù）機齒輪、天輪、中輪、料車與斜橋導軌之間，在（zài）加減速運行階段均受到衝擊力的作用，設備易（yì）損壞，鋼絲繩易疲勞，導致維修量大，檢修費用增加。
（2）串（chuàn）聯電阻調速範（fàn）圍小，使得料車速度呈突變（biàn），減速後（hòu）停車時仍有（yǒu）較高轉速，對製動器和限位開關的調整精度要求高，且容易（yì）發生越（yuè）位及掉道事故而影響生產（chǎn）。
（3）串聯電阻調速，使得料車起動及減速時，大（dà）部分電能消耗（hào）在電阻器上；當電動機在電壓下降時，力矩下降，轉差率增大，嚴重時，料車無法啟動，易於產生事故。
（4）能耗高，低速機械特性軟。因為轉（zhuǎn）速的降低是通過轉（zhuǎn）子外接電阻消耗能（néng）量來實現的，並且轉（zhuǎn）速越低，機械特性越軟，消耗在電阻中能量比例越大，極（jí）不經濟，而且電網（wǎng）電壓的高低對速度影響（xiǎng）很大。
三、 AC80 矢量變頻器卷揚機控製（zhì）方案（àn）
   偉創 AC80 矢量型變頻器采用全球領先的矢量控製算法，把電（diàn）機定子電（diàn）流按坐標（biāo）變換分解為轉矩電流分量和勵磁電流分量，從而實現精確的轉矩控製。與 V/F 控（kòng）製算法相比具（jù）有低頻力矩特性好，動態響應特性好，速度控製（zhì）精度高（gāo）等優點。
當變頻器有 0.50Hz 輸出時即有 180% 以上的高起動轉矩，保證懸空起動及低速運轉時的電機（jī）力矩，並可（kě）在  1:50 的速度範（fàn）圍內（ 1 ～ 50Hz ）以 100% 轉矩連續運行。速度調速偏（piān）差小於 ±1% 。並利用一個高（gāo）速微（wēi）處理器和最新（xīn）一代 DSP 來提高響應速（sù）度，在提升設備中對防止 “ 滑落 ” 很有效果，轉矩響應（yīng）時間約 0.1 秒便可達到 150% 的轉矩。下落時，變頻器將受到較高電勢的能量釋放過程，為保證變頻器不過壓跳閘不（bú）被擊（jī）壞，需增設能耗製動單元來保證變頻器的正常（cháng）工作。進行製動（dòng）時製動電阻與電機內部的有功損耗部分結合成製動轉矩。
1 ）傳統控製的變（biàn）頻改造
 1 、短接繞線電機（jī）轉子（zǐ）繞組，取消原串電阻調速方案；也可設計切換回路，將原串電阻調速方案作為備用方案。
 2 、將電機抱閘（zhá）係（xì）統獨（dú）立供電，由變頻器輔助控製（zhì）。
 3 、將原調速裝置改造，使其可（kě）以控製變頻器速度。
 4 、將變頻器故障（zhàng）保護信號串入（rù）安全回路。
該方案改（gǎi）造簡單設備（bèi）投資少，可以很好的利用原控製（zhì）係統，且不改變操作工人的操作習慣。它適（shì）合控製係統較完（wán）善的卷揚機係統變頻改造。
2 ）成套卷揚機變頻控製係統
1 、采用 AC80 矢（shǐ）量型變頻器作為調速（sù）係統核心，采用 PLC 作為控製係統核心。
 2 、根據配置不同可設計多種（zhǒng）保護。且可按需要（yào）靈活定製控製（zhì）係統。
根據卷（juàn）揚（yáng）機工藝控製要（yào）求及信號係統發出的信號指示（shì），控製卷揚機的啟動，加速（sù）運行，減速，停車等過程，運行平穩可靠。
 (1) 實現卷揚機的行程監視和位置閉環控製，具有完善的深度和速度顯（xiǎn）示及控製（zhì）功能。
 (2) 實現卷揚機主回路（lù）控製器件真空化和無觸點（diǎn）化的要求，采用 PLC 控製，硬件配置簡單，軟件編程靈活，調試方便且維護量小。同時具有良好的閉（bì）環性能。
 (3) 提高卷（juàn）揚機運（yùn）行的安全（quán）可靠性和控製技（jì）術水（shuǐ）平，對降低設備故障率（lǜ），提（tí）高生產效率，減輕操（cāo）作人員的（de）勞動強度（dù）發揮著（zhe）重要作用（yòng）。
 (4) 安全保護及聯鎖功能。安（ān）全回路閉（bì）鎖了卷揚機的運（yùn）行條件，隻有當外部（bù）設備運行正常，具備開車條件後，才允許卷揚機運轉，安全回路閉鎖了卷揚機的全部重故障保護信號，故障一旦發生，卷揚機（jī）立即進入緊急（jí）製動；排除故障後方可繼續運行。
（5） 完善的（de）綜（zōng）合（hé）後備保護功能。
（ 6 ）利用光電編碼（mǎ）器實現對卷揚機的運行速度及位置的數字化檢測和控製，提高係統控製精度以及可靠性。
（ 7 ）安全（quán）回路雙冗餘，至少有一路軟件安全回路，一路（lù）硬件（jiàn）安全回路。
（ 8 ） PLC 本身故障如“死機”“電池電壓低”“數據傳送錯誤”應能可靠檢測出（chū）來並采取相應（yīng）的保護措施。
（ 9 ）一路速（sù）度（dù）檢測（cè）及深度檢測有問題而另一路正常情況（kuàng）下應能用 PLC 進（jìn）行限速開車。
（ 10 ）自動發送位置信號，如減速、停車、定點、過（guò）卷信號等（děng）；重要（yào）的點如減速、過卷有兩路以上共同起作用。
（ 11 ）速度（dù）、深度有完全獨立的（de）兩路並進行相互比較，比較時（shí）間間隔不大於（yú） 1 秒（miǎo），速度、深度不（bú）正確的（de）情況下會立即采取必要的防止事故擴（kuò）大的（de）措施。
四、結束（shù）語
      偉創 AC80 矢量變頻（pín）器以其優異（yì）的性能，大大的（de）提高了傳統卷（juàn）揚機運行穩定性和安全性，減少了設備的維護工作。偉創電氣為（wéi）卷揚機定製的控製係統集合了眾多（duō）安全技術和自動（dòng）控製功能，為卷揚機設備廠家提供了全套電控解決方案，也可使老舊的（de）卷揚機煥發（fā）青春。自推出使用以來，獲得了用戶的一致好評，也解（jiě）決了眾多機械廠家電控落後的問題，取得（dé）了良好的社（shè）會效益和（hé）經濟效益。