[实用新型]一种提高启闭机运行效率的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种提高启闭机运行效率的控制系统。适用于水利水电领域闸门卷扬式启闭机。

背景技术

水利水电卷扬式启闭机电动机的功率是根据启闭机额定启闭速度及额定荷载计算确定的，在启闭机运行过程中，不管启闭机的实时荷载如何，启闭机的运行速度都是固定的额定启闭速度，受电动机功率的限制，行业标准将启闭机的额定启闭速度规定在2.5m/min以内，对于高扬程启闭机，全行程启闭运行一次的时间很长，运行效率低。

对于水利水电高扬程启闭机，其重载工况一般出现在孔口以下较小的行程内，在孔口以上的大部分行程均为轻载运行，有时，孔口以上的荷载仅为额定荷载的1/6～1/8。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种提高启闭机运行效率的控制系统，意在利用水利水电高扬程启闭机的运行荷载特点，在不提高电动机功率的前提下，提高启闭机的运行效率。

本实用新型所采用的技术方案是：提高启闭机运行效率的控制系统，其特征在于控制系统由变频电动机、变频器、可编程控制器和荷载传感器组成，其中：

1)、荷载传感器，用于对启闭机的实时荷载进行数据采样，并将荷载信号转换为4～20mA的模拟量信号输入可编程控制器的模拟信号输入接口；

2)、可编程控制器，用于将启闭机的实时荷载信号与设定的值进行比较和运算，并将比较和运算的结果转投为频率调节信号，通过模拟信号输出接口经同轴电缆输入到变频器的模似信号输入接口；

3)、变频器，根据可编程控制器提供的调频信号调节输入变频电动机的电源频率，进而调节变频电动机的转速，从而控制启闭机的启闭速度。

当启闭机的实时荷载等于额定荷载时，荷载信号输入可编程控制器后，可编程控制器控制变频器输出50Hz的电源至变频电动机，启闭机以额定速度运行。

当启闭机的实时荷载小于额定荷载且大于1/2额定荷载时，荷载信号输入可编程控制器后，可编程控制器控制变频器输出高于50Hz的电源至变频电动机，启闭机以高于额定速度运行。

当启闭机的实时荷载小于额定荷载一半以上时，荷载信号输入可编程控制器后，可编程控制器控制变频器输出100Hz的电源频率至变频电动机，启闭机以2倍额定速度运行。

本实用新型的有益效果是：为水利水电工程启闭机提供了一种新的控制方式，在不提高电动机功率的前提下，提高了启闭机的运行效率，特别是对于启闭事故闸门的高扬程启闭机，运行效率提高显著，而且，启闭机在保证能重载起动的同时大大减少电动机的起动电流，减少了供电变压器的容量及对电网的冲击。启闭机运行效率的提高将相应提高电站设备的检修效率，本实用新型效益十分明显。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成图。

图2是本实用新型的系统流程图。

图3是本实用新型启闭机荷载自动调节控制的原理图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本实施例控制系统由变频电动机1、变频器2、可编程控制器3和荷载传感器4组成。

首先，荷载传感器4对启闭机的实时荷载进行数据采样，并将荷载信号转换为4～20mA的模拟量信号通过同轴电缆输入到可编程控制器(PLC)3的模拟信号输入接口AI1；

接下来，可编程控制器3将启闭机的实时荷载信号与设定的值进行比较和运算，并将比较和运算的结果转投为频率调节信号，通过模拟信号输出接口AO1经同轴电缆输入到变频器2的模似信号输入接口AI1；

最后，变频器2根据可编程控制器3提供的调频信号调节输入变频电动机1的电源频率，进而调节变频电动机1的转速，从而控制启闭机的启闭速度。变频器中的输出口LI1控制启闭机的上升，输出口LI2控制启闭机的下降。

变频电动机1的功率根据行业标准规定的启闭机额定启闭速度及额定荷载计算确定，启闭机供电电源为380V，50Hz三相交流电源，启闭机的实际运行速度随启闭机的实时荷载的变化而变化。

本实用新型的工作过程分为三种情况：

1)当启闭机的实时荷载等于额定荷载时，荷载信号输入可编程控制器3后，可编程控制器3控制变频器2输出50Hz的电源频率至变频电动机1，启闭机以额定速度运行。

2)当启闭机的实时荷载小于额定荷载且大于1/2额定荷载时，荷载信号输入可编程控制器3后，可编程控制器3控制变频器2输出高于50Hz的电源频率至变频电动机1，启闭机以高于额定速度运行。