[实用新型]变频电动恒张力系泊绞车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船用系泊绞车，特别涉及一种用于船舶固定的变频电动恒张力系泊绞车。

背景技术

系泊绞车是船舶固定用的主要设备，是甲板机械的重要装备之一，当船舶靠离码头及系泊时都需要用系泊绞车作业。当船舶由于装卸引起水位变化或者受到涨潮落潮变化时，船与码头设施的系泊相对位置随着发生变化，这就需要及时地调整原先系泊好的缆索，以免造成崩断缆索或船舶飘开的现象，所以要进行张力补偿，让系泊绞车能自行调整缆索的松紧程度。电机驱动的系泊绞车功能的实现主要依靠变频调速系统，在恒张力工况条件下，变频系统中调节电位器电路接通，由电位器设定张力模拟量的输入值，绞车处在转矩限制模式下工作，当外力小于转矩限制值，绞车正转进行收缆，当外力大于转矩限制值，绞车反转进行放缆，外力越大，制动力越大，起到张力控制作用，增加系泊的安全性。而恒张力制动效果是否明显就涉及到电位器的灵敏度，张力模拟量的采集。模拟输入信号越精确，恒张力制动效果越好。实际工况条件下，模拟量的输入由操作者来判断，存在一定的误差，大大降低了设备运行的效率。目前，国内电动恒张力绞车主要使用PLC电控系统和三速电机来实现恒张力功能，存在很多不足。；许多厂家也曾设计过优秀的技术方案，如专利号为00240765.5名称为恒张力电缆卷筒的专利。它是由恒张力输出的涡轮减速器、集电器机构和卷筒组成，其结构简单，但实现的功能精度不高。 

目前常见的电动系泊绞车存在以下问题：

1，张力信号模拟量不够精确稳定，进而影响到变频系统中转矩限制设定值，系统无法捕捉到精确的转矩临界值，使电机频繁的正反转，在恒张力工况下，电机一直处于工作状态，发热量大，长期使用电机易损坏，使用寿命大大降低。

2，三速电机的调速范围有限，需手动切换档位，无法实现无极变速，易受到冲击，容易损坏，相应的影响了整台绞车的工作效率。

发明内容

发明目的：针对现有技术中的不足之处，提供一种配备变频调速系统的高性能变频电动恒张力系泊绞车。这种绞车安装使用方便，测力准确，能够更有效的进行张力控制，满足工况要求。

技术方案：一种变频电动恒张力系泊绞车,包括变频调速柜、操作台、变频电机、变速箱、绞车和锚机，所述绞车和锚机分别与变速箱的两个输出轴连接，所述变频电机与变速箱的输入轴连接，变频调速柜包括变频器和PLC控制器，所述变频电机通过变频器与PLC控制器连接，所述变速箱传动轴的轴端设有张力传感器，所述张力传感器与PLC控制器连接，所述操作台与变频调速柜内的PLC控制器连接。变频器与变频电机结合就够实现5—100Hz 可逆无极调速,50Hz以下为恒转矩调速，50Hz以上为恒功率调速。随着外界负载的变化，绞车收放缆的速度会产生变化，PLC控制器对变频电机发出加速或减速的指令，从而实现恒张力限制控制过程。使用变频调速后变频电机能平滑过渡，在5-100Hz内进行无极变速，不会产生冲击，有效提高变频电机使用寿命。变频器和变频电机的结合使绞车具备了宽调速范围，高稳速精度，快速动态响应。变频器内部具有电流反馈环节，所以起动性能良好，反应灵敏，根据外界负载大小能快速输出相应起动电流，一般不会超过额定电流，所以对电网无冲击，变频器具有适应于电动机能力。

可编程的PLC控制器是整个电器系统的控制核心，对电源，保护，连锁，可逆调速，控制位置转换，电机制动，电机通风加热等辅助电路进行控制，并对运行参数进行测量，显示，报警，故障进行检测和测量。PLC控制器集成在变频调速柜中。

张力传感器安装在变速箱某一级传动轴的轴端，绞车卷筒收放缆传递转矩到主轴上，张力传感器检测到传动轴上的负荷并转换为电控系统可处理的电信号。工作原理是应变电阻计，轴端的负荷作用于传感器上产生的弹性变形引起应变电阻值变化。进而产生一个毫伏级的电压信号，张力传感器是电控系统从绞车采集信号，用于闭环控制的开端，测力准确，不易损坏，能够持续有效的输出张力信号。

所述张力传感器与PLC控制器之间设有信号放大器。信号放大器可以把张力传感器产生的毫伏级电压信号放大处理，转换为PLC控制器可接收的标准电流信号，PLC控制器处理信号，计算出张力大小并通过作操台显示出来，同时系统将此张力值作为反馈值，自动调节变频器的输出，使缆绳的张力值保持在设定范围内，当缆绳处于恒张力状态时，变频电机就不用在动作，直到外界负载产生变化，张力传感器检测的信号产生变化，变频电机重新启动工作。