马达驱动卷筒技术概观 | 电缆卷筒 | 电缆卷线器 | 软管卷筒 - 湖南海润电气有限公司

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HINAR马达驱动卷筒技术概观

    
          HINAR------移动领域能量,信号及流体介质传输解决方案。

       无论是载人还是载货系统,HINAR作为移动传输领域的专业公司,均可为其量身定制移动设备动力,数据和流体介质传输的解决方案。公司力争通过向用户提供可靠的产品及服务而成为所在领域的佼佼者。

       HINAR公司通过提供不同个性的产品以适应多个领域的需求。即使在最恶劣的环境条件下,HINAR的电缆卷筒也能够稳定而安全的运行。

  HINAR产品提供不同个性的电机驱动电缆/软管卷筒系统。

  多年来,HINAR公司积累了不同工况,不同要求电动电缆/软管卷筒多方面的丰富经验,这些经验是HINAR公司电机驱动电缆卷筒系列产品满足市场需求的基础。

  产品可满足垂直 水平 悬空收放功能;能适应连续工作制和间断工作制。

       HINAR为不同的应用环境,不同的卷筒尺寸设计了不同的驱动系统,主要驱动系统包括:

      TM — 力矩电机(Torque Motor)驱动系统

      MC — 磁滞偶合(Magnetic Coupling)电机驱动系统

      HVD —液粘偶合(Hydro-Viscous Drive)电机驱动系统

      TC — 液力偶合(Turbo  coupling)电机驱动系统

      FC — 变频调速(Frequency  conversion control Drives-FC)电机驱动系统

      SRT — 开关磁阻电机驱动系统(Switched reluctance motor drive SR)


HINAR产品运用和服务的领域

●  港口和码头:  港口起重机,场桥及岸桥                 

●  采矿与隧道:  如盾构机,码堆机,钻孔台车,装载机,铲土机,维修翻斗车等

●  冶金行业:   液压抓斗,起重电磁铁等

             钢包车,渣罐车,过跨车等

             原料场堆取料机等 

             车间电动平车等

●  能源与海上开发:  移动式变压器站,电站门机及启闭机

                  电信车辆,移动应急电源车

                  移动控制站

       ●  机场:  主要为飞机提供基本服务如电源,空气和水

●  船泊与海上工业:  克令吊,海上石油平台

●  工业自动化:  机械手,夹钳

●  舞台设备;  升降平台音频、视频传输 

●  工程机械及建筑机械:  汽车起重机,连续墙,建筑移动塔式起重机

●  起重运输机械:  门式起重机

●  环保设备:  清污机

●  机械设备

●  化工

●  其他场合

       选用HINAR电缆卷筒,在最短的时间内即可完成现场安装,简单易行的日常维护和保养,在节省资金的同时,更可降低运行成本。

       作为系统专业供应商,HINAR公司向客户提供系统而专业的服务。我们不但给用户提供电缆卷筒,还提供包括专业化的咨询、全套系统的技术支持、电缆的正确选择和相应附件的最佳配置,完善的物流以及现场的调试等。

       HINAR卷筒,通过将电力,数据信号或流体介质等安全可靠地送达目的地方来实现其价值。


HINAR马达驱动电缆卷筒的系统结构

HINAR马达电缆卷筒主要由以下10个部份组成:
①主轴箱

②二级减速箱

③MC或TC

④普通电马达或变频电马达

⑤滑环箱或流体旋转接头

⑥90°换向装置

⑦导向轮

⑧地面电缆锚固装置

⑨地面接线箱

⑩电缆

HINAR标准模块装配技术极大的提高了响应市场要求的速度。

1 主轴箱

齿轮箱是卷筒的重要组成部份,它是集电系统、卷筒及驱动单元的载体。

1.1  根据不同工况的使用要求,HINAR电缆卷筒齿轮箱主要结构形式如下:

1.1.1 P型齿轮箱体
电机及驱动与卷盘轴平行安排,齿轮箱有1到2个驱动输入位置,集电器安装在卷盘的相对位置上内置的减速要求通过箱体内圆柱齿轮来完成,特点:结构简单,安装维护方便。

 

1.1.2 V型主轴箱体
电机及驱动与卷盘轴线正交安装,齿轮箱有1至5个驱动输入位置,便于叠加多个驱动,集电箱被独立安装在齿轮箱的端部和卷盘相分离,这种结构增大了集电器的安装空间,适合高电压等级集电器的安装,为了匹配电缆卷筒和行走设备之间的速度,驱动与齿轮箱体之间有时配置二级减速器。

 

1.1.3 M型齿轮箱体
电机与卷盘轴线错位垂直安装,齿轮箱有1至2个驱动输入位置,集电箱被独立安装在齿轮箱的端部和卷盘相分离,这种结构有利于维护,区别于HN2箱体,HNV箱体没有二级减速器,但可以输出大力矩,适合于中等及较高力矩的输出。

 

1.1.4 W型齿轮箱体
HVD主轴箱采用涡轮涡杆副做为减速装置,减速比大,体积小,自锁性好。由于齿轮箱的功能,其型号直接决定卷筒的型号
圆柱直齿轮减速器的使用寿命一般在5年以上或使用15000小时以上,优良的机械传动使卷筒工作效率大大提高。

   

2 驱动单元
2.1 力矩马达驱动单元 (Torque Motor -TM)
主要适合卷绕截面较小,速度较慢,距离较短的场合。
这种驱动单元是马达式电缆卷筒最基本的驱动形式之一。和传统的力矩马达式卷筒相比,HINAR力矩式卷筒从以下两个方面作了技术性的处理。
1、从控制上作了很大的改进,采用PLC对力矩马达的工作点进行实时监控并随时调整,始终确保卷筒在工作过程中对外输出平滑的,连续的扭矩,有效避免由于换向冲击力和反向张力过大对电缆(软管)所造成的损伤,如外皮剥裂,内芯拉伤拉断等。
2、在力矩马达的制造工艺上作了改良,采用特殊的绕组工艺及合适的电磁方案,使力矩电机在长期堵转的情况下发热减少,在高温环境下达到热平衡也不会出现异常。
鉴于力矩电机式卷筒的系统改良,TMCR工作时力矩曲线的平滑性很好,可靠性高,即使在最严厉的场合,如钢铁厂及采矿行业都是有效的,耐用的。

 

2.2变频控制驱动单元(Frequency  conversion control Drives-FC)
对于高速及远距离的卷绕场合,变频控制驱动单元是较理想的方式。 
变频控制驱动单元应用于卷绕主要有以下两种控制模式
1、力矩控制模式,在该模式下,变频控制驱动相当于力矩电机驱动,是一种较低级的变频控制,适合于不敏感的卷绕场合。
2、矢量控制模式,在该模式下,变频器对电机的控制采用速度和力矩单独分开的方式,是一种较高级的变频控制,适合于敏感的卷绕场合,可实现恒张力卷绕。

 

2.3电马达及涡轮偶合(通常叫液力偶合)驱动单元( Turbo Coupling-TC )
这种卷筒适用范围广,尤其适合使用特别频繁的场合。
电机及液力偶合驱动单元应用于电缆卷筒主要基于高滑差液力偶合器的特殊性能。
1、偶合器在堵转工况下可长时间连续工作,偶合器不会过热,其热平衡温度一般不高于100℃。
2、偶合器可在第一和第二象限内很宽范围的速比下稳定运行,且在低速比区域有较好的加速性能,以便在电缆卷筒收取电缆时,偶合器可以及时提供足够的力矩来加速电缆卷盘,快速响应,收紧电缆,避免电缆因松驰后产生的破坏性冲击。
3、偶合器在堵转时能耗极低,输出力矩较小,但又可保持电缆处于有效的缠绕状态。
HINAR公司对液力偶合器的流体动力学结构作了专业设计,以适合较大范围内的滑差要求(通常在35-165%),在液力偶合器的作用下,电缆张力在很大程度上保持不变,在收缆和放缆过程中都是这样。

 

2.4电机和液粘偶合器驱动单元(Hydro-Viscous Drive -HVD) 
液体粘性传动式电缆卷筒是利用液体粘性传动技术作为卷筒滑差工作机理的电缆卷绕装置,其核心技术在于其液粘滑差工作单元。
液粘传动(HVD)的工作机理:液粘传动是一种新型的流体传动技术,它利用存在于主被动摩擦片之间的油膜剪切作用来传递动力,能够长期在滑差情况下工作,进行无级调速,也可实现主被动轴之间的同步传动
液粘传动(HVD)的实现:液粘传动稳定实现的关键在于摩擦副之间的润滑传动油膜的持续形成,HINAR公司经过多年多次的改型及实验,把握了HVD油膜建立的关键技术,公司目前可以综合调整 HVD相关的润滑介质,比压,温度,粘度及摩擦副的形状,尺寸,沟槽,材料等因素,确保HVD在不同工况要求下稳定可靠。

 

2.5电机和永磁偶合器驱动单元(Magnetic Coupling- MC )
MC驱动单元可广泛用于各种卷绕场合。
MC驱动单元主要由永磁偶合器及电机组成。永磁偶合器是利用永磁力而建立的非接触式磁联接器件。
HINAR公司共有MC和MK  2个系列12种规格的磁滞联轴器,其输出力矩范围:2 Nm到100Nm。
不同行业采用的驱动单元型式:
交流马达+永磁偶合器 ;直流马达+永磁偶合器;液压马达+永磁偶合器;变频马达+永磁偶合器
驱动单元的特点:
●低惯量 ●力矩恒定 ●纯永磁作用 ●非接触式 ●无需润滑或提供电能 ●免维护 ●在任何架设情况下都可操作 ●通过改变气隙,张力可调 ●耐用 ●没有制动器 ●无磨损

 

2.6开关磁阻电机调速系统驱动单元(Switched reluctance motor drive SR)
开关磁阻电机是一种新型调速电机,调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点,是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固,调速范围宽,调速性能优异,且在整个调速范围内都具有较高效率,系统可靠性高。主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。控制器内包含控制电路与功率变换器,而转子位置检测器则安装在电机的一端。
其电机部分由于是运用了磁阻最小原理,故称为磁阻电动机,又由于线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制,故称为开关磁阻电动机。
电机特点:
电机转子无永磁体,允许较高的温升。由于绕组均在定子上,电机容易冷却。效率高,损耗小。
转矩方向与电流方向无关,只需单方相绕组电流,每相一个功率开关,功率电路简单可靠。
转子上没有电刷结构坚固,适用于高速驱动。
转子的转动惯量小,有较高转矩惯量比。
调速范围宽,控制灵活,易于实现各种再生制动能力。
并具频繁启动(1000次/小时),正向反向运转的特殊场合使用。
且启动电流小,启动转矩大,低速时更为突出。
电机的绕组电流方向为单方向,电力控制电路简单,具有较高的经济性和可靠性。
可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。
开关磁阻电机调速系统用于电缆卷筒主要采用电流控制模式达到力矩控制的目的。

 

3 滑环/流体旋转接头/光信号旋转接头  (工作制S1)

3.1 滑环
HINAR公司在滑环领域已有很长时间的设计和生产经验,其使用范畴永不止于电缆卷筒。
鉴于电机驱动电缆卷筒的经验,HINAR集电器符合CCC标准,它们通常适合如下场合:
 ● 动力用:低压690V  交流1250A ;高压24KV  交流320A
 ● 控制:500V-AC或直流≤24A
 ● 数据传输:控制、测量、录像,通讯设备及计算机信号
当卷筒安装空间较小时,可采用帽形电气关节作为卷筒集电器,帽形电气关节的环路可达60相。
当卷筒工作长度较大而信号损失要求严格时,可采用水银滑环作为卷筒集电器。

 

3.2 流体旋转接头
单通道或多通道流体旋转接头同样适合安装在马达卷盘上。

 

3.3 光信号旋转接头
3.3.1 机械式光信号连接器:最多12p,60圈。
3.3.2 360°光信号旋转接头。

 

3.4 电液组合旋转接头,电光组合旋转接头,电液光组合旋转接头。

 

4 卷盘

 

4.1 自由卷绕型
这种型式的卷盘是最基本的,它适合于较短距离到适中距离电缆或软管的卷绕,电缆或软管自由的排列在卷盘上,没有任何导向装置。

 

4.2 单排卷盘
这种形式的卷盘,电缆和软管被单排的卷绕在卷盘上,该卷盘的卷绕长度可达到380m,速度可达到180m/min。

 

4.3 单层卷盘
这种卷盘可用来缠长距离的电缆或软管(最大可达1000 m),通过排缆装置,电缆或软管能有序的在卷盘上面排缆2到3层。

 

4.4 3-2-3卷盘
这种卷盘介于自由卷盘和单排卷盘之间。
卷盘在卷绕时,电缆会有序的按3排,然后2排,然后3排的顺序排列。

 
 

4.5特殊型号卷盘
根据要求,例如:单层、单排卷盘,特殊材料的卷盘,特殊尺寸的卷盘。

 

5  卷筒配件

 

5.1 卷筒引入装置
引导从卷盘到接入点的电缆,可以60°到90°之间摆动,热镀锌防腐

 

5.2 电缆引入点装置
引入装置是理想的电缆导向装置,在电缆从轨道中点,它备有张力缓冲盘。

 

5.3 封闭式滚轮
电缆导向的理想解决方法,如改变电缆走向或电缆在较大架设高度垂直引出导。

 

5.4 阻尼装置
在垂直高度很高的情况下,缓冲机械及电动冲击力对电缆引入点的张力。

 

5.5 电缆钢丝保护网
缓冲电缆引入点张力的较好装置,在较宽的活动范围内保护电缆免受拉伤。

 
 

5.6 卷筒导向架
给电缆端点或中心引入点安全而平滑导向,装有张力传感器,热浸镀锌以防腐蚀。

 

除有电缆导向作用外,M2,M3设有弹力缓冲机构,M4设有张力保护,限位开关等。

 

  马达驱动电缆卷筒使用工况分类  

 
 
 
 


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