[實用新型]變頻電動恒張力系泊絞車

有效

• 申請號: 201320411408.9
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN203451143U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 余小兵;陳康俊;高海軍
• 申請（專利權）人: 江蘇威和重工有限公司
• 主分類號: B66D1/50
• 分類號: B66D1/50
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 季萍

技術領域

本實用新型涉及一種船用系泊絞車，特別涉及一種用于船舶固定的變頻電動恒張力系泊絞車。

背景技術

系泊絞車是船舶固定用的主要設備，是甲板機械的重要裝備之一，當船舶靠離碼頭及系泊時都需要用系泊絞車作業。當船舶由于裝卸引起水位變化或者受到漲潮落潮變化時，船與碼頭設施的系泊相對位置隨著發生變化，這就需要及時地調整原先系泊好的纜索，以免造成崩斷纜索或船舶飄開的現象，所以要進行張力補償，讓系泊絞車能自行調整纜索的松緊程度。電機驅動的系泊絞車功能的實現主要依靠變頻調速系統，在恒張力工況條件下，變頻系統中調節電位器電路接通，由電位器設定張力模擬量的輸入值，絞車處在轉矩限制模式下工作，當外力小于轉矩限制值，絞車正轉進行收纜，當外力大于轉矩限制值，絞車反轉進行放纜，外力越大，制動力越大，起到張力控制作用，增加系泊的安全性。而恒張力制動效果是否明顯就涉及到電位器的靈敏度，張力模擬量的采集。模擬輸入信號越精確，恒張力制動效果越好。實際工況條件下，模擬量的輸入由操作者來判斷，存在一定的誤差，大大降低了設備運行的效率。目前，國內電動恒張力絞車主要使用PLC電控系統和三速電機來實現恒張力功能，存在很多不足。；許多廠家也曾設計過優秀的技術方案，如專利號為00240765.5名稱為恒張力電纜卷筒的專利。它是由恒張力輸出的渦輪減速器、集電器機構和卷筒組成，其結構簡單，但實現的功能精度不高。?

目前常見的電動系泊絞車存在以下問題：

1，張力信號模擬量不夠精確穩定，進而影響到變頻系統中轉矩限制設定值，系統無法捕捉到精確的轉矩臨界值，使電機頻繁的正反轉，在恒張力工況下，電機一直處于工作狀態，發熱量大，長期使用電機易損壞，使用壽命大大降低。

2，三速電機的調速范圍有限，需手動切換檔位，無法實現無極變速，易受到沖擊，容易損壞，相應的影響了整臺絞車的工作效率。

發明內容

發明目的：針對現有技術中的不足之處，提供一種配備變頻調速系統的高性能變頻電動恒張力系泊絞車。這種絞車安裝使用方便，測力準確，能夠更有效的進行張力控制，滿足工況要求。

技術方案：一種變頻電動恒張力系泊絞車,包括變頻調速柜、操作臺、變頻電機、變速箱、絞車和錨機，所述絞車和錨機分別與變速箱的兩個輸出軸連接，所述變頻電機與變速箱的輸入軸連接，變頻調速柜包括變頻器和PLC控制器，所述變頻電機通過變頻器與PLC控制器連接，所述變速箱傳動軸的軸端設有張力傳感器，所述張力傳感器與PLC控制器連接，所述操作臺與變頻調速柜內的PLC控制器連接。變頻器與變頻電機結合就夠實現5—100Hz?可逆無極調速,50Hz以下為恒轉矩調速，50Hz以上為恒功率調速。隨著外界負載的變化，絞車收放纜的速度會產生變化，PLC控制器對變頻電機發出加速或減速的指令，從而實現恒張力限制控制過程。使用變頻調速后變頻電機能平滑過渡，在5-100Hz內進行無極變速，不會產生沖擊，有效提高變頻電機使用壽命。變頻器和變頻電機的結合使絞車具備了寬調速范圍，高穩速精度，快速動態響應。變頻器內部具有電流反饋環節，所以起動性能良好，反應靈敏，根據外界負載大小能快速輸出相應起動電流，一般不會超過額定電流，所以對電網無沖擊，變頻器具有適應于電動機能力。

可編程的PLC控制器是整個電器系統的控制核心，對電源，保護，連鎖，可逆調速，控制位置轉換，電機制動，電機通風加熱等輔助電路進行控制，并對運行參數進行測量，顯示，報警，故障進行檢測和測量。PLC控制器集成在變頻調速柜中。

張力傳感器安裝在變速箱某一級傳動軸的軸端，絞車卷筒收放纜傳遞轉矩到主軸上，張力傳感器檢測到傳動軸上的負荷并轉換為電控系統可處理的電信號。工作原理是應變電阻計，軸端的負荷作用于傳感器上產生的彈性變形引起應變電阻值變化。進而產生一個毫伏級的電壓信號，張力傳感器是電控系統從絞車采集信號，用于閉環控制的開端，測力準確，不易損壞，能夠持續有效的輸出張力信號。

所述張力傳感器與PLC控制器之間設有信號放大器。信號放大器可以把張力傳感器產生的毫伏級電壓信號放大處理，轉換為PLC控制器可接收的標準電流信號，PLC控制器處理信號，計算出張力大小并通過作操臺顯示出來，同時系統將此張力值作為反饋值，自動調節變頻器的輸出，使纜繩的張力值保持在設定范圍內，當纜繩處于恒張力狀態時，變頻電機就不用在動作，直到外界負載產生變化，張力傳感器檢測的信號產生變化，變頻電機重新啟動工作。