本实用新型专利技术公开了一种智能化电缆卷绕装置，它包括电缆卷盘、卷绕电机、导缆架和控制器，所述卷绕电机通过传动机构驱动电缆卷盘转动，所述卷绕电机上设置有制动器，所述控制器与卷绕电机电性连接；所述导缆架上设置有张力传感器，所述张力传感器与控制器电性连接，所述张力传感器用于采集电缆的张力信号；所述卷绕电机上设置有编码器，所述编码器与控制器电性连接。本实用新型专利技术提供一种智能化电缆卷绕装置，对智能化电缆卷绕装置采用了一体化集成设计的紧凑型专用控制器，并对电缆卷盘的调速控制方式进行了改进，采用基于传感器的闭环恒定张力控制方式替代了原电缆卷绕装置的开环控制方式，使电缆受到的张力得到可靠地稳定。使电缆受到的张力得到可靠地稳定。使电缆受到的张力得到可靠地稳定。
【技术实现步骤摘要】
智能化电缆卷绕装置
[0001]本技术涉及一种智能化电缆卷绕装置。
技术介绍
[0002]目前，常用的电缆卷绕装置是通过电气控制装置驱动连接卷绕电机的电缆卷盘转动，来实现电缆跟随大型可移动设备被收起或释放。大型可移动设备种类很多，如起重机械、隧道挖掘机械、行车等等。大部分可移动设备采用外部电源供电，通常通过电缆连接电源供电点，由于供电点是固定的，当设备移动时，需要根据移动的方向收起电缆或者释放电缆，当设备移向供电点时，需要通过控制电缆卷盘将供电电缆(有的电缆内还有光纤)整齐地卷起，当设备离开供电点时,需要通过电缆卷盘将电缆平稳地释放。由于电缆主要由橡胶和铜线组成，因此在收放过程中，如果电缆上频繁承受过大的拉力会对电缆造成破坏，导致电缆过早损坏。
[0003]现有的变频电缆卷盘控制装置仅仅采用了通用的变频器控制技术，解决了之前采用力矩电机电缆卷盘控制装置，磁滞式电缆卷盘控制装置等控制方式的部分缺陷，但仍然没有达到稳定地进行电缆收放控制和电缆保护的目的。
[0004]目前，现有最先进的电缆卷绕装置是采用通用变频器和PLC组成智能化电缆卷绕装置，解决了力矩可调及速度可调的问题，也基本实现了对电缆的保护。但是变频器和PLC等低压元器件组成的控制系统体积庞大，且仍然存在较多的缺陷和需要改进的功能：
[0005]1、采用通用变频器与通用PLC组成的智能化电缆卷绕装置，由变频器及PLC等电气元器件独立安装在控制柜内，通过电线电缆连接，装配完成后的控制装置体积较大；还配有制动电阻器用来消耗电缆释放时产生的能量，导致的缺陷是需要的安装空间大，通常不能安装在卷绕装置本体上，需要独立安装。
[0006]2、据现有专利的产品情况分析，电缆卷盘控制装置收放电缆的控制是根据设备移动的线速度计算出电缆卷盘需要的旋转角速度，达到精确跟随，(确保电缆不会跟随不好而受到额外拉力以至于损伤电缆)的情况。但实际情况是，由于初始的新电缆在使用一段时间后，圆形电缆的直径会由于受压而扁平，温度变化及长期悬挂的重力作用也会使电缆长度等发生变化，导致初始的卷绕线速度/角速度的关系与实际的情况发生偏差，严重时出现收缆过松/放缆过紧而损坏电缆，需要经常调整控制参数。
[0007]3、由于起重机等大型设备在移动过程中，会因为故障而需要立即切断电源的情况，导致工作在放缆时的电缆卷盘制动器失电紧急抱闸制动，而设备(如起重机)由于惯性大而继续滑行一段距离。由于电缆卷盘因为断电而被迫立即制动并停止释放电缆，导致电缆被拉断或损伤的现象。
[0008]4、现有的智能化电缆卷绕装置采用通用变频器配制动电阻，释放电缆时产生的能量通过制动电阻器发热释放，导致能量浪费和环境污染，不节能也不环保。
[0009]5、制动电阻上承载的电压较高(放电电压达到800VDC)，由于制动电阻是发热元件，需要考虑散热和高电压，因此安全防护措施要求较高、体积大。
[0010]6、大型设备为了在经过电缆供电点的位置减慢移动速度，以减小对接电设备的拉力冲击，电缆卷绕装置上安装了凸轮开关作为监测单元，由于凸轮开关的精度不高，导致减速区域过长，通常超过20米，影响设备移动效率。
技术实现思路
[0011]本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种智能化电缆卷绕装置，对智能化电缆卷绕装置采用了一体化集成设计，把电缆卷盘的控制部件集成在一个紧凑型专用控制器上；并对电缆卷盘的调速控制方式进行了改进，采用基于传感器的闭环恒定张力控制方式替代了原电缆卷绕装置的开环控制方式，使电缆受到的张力得到可靠地稳定；增加了突然断电的后备电源保护方式；以及回馈能量方式并且取消了耗能电阻器，提出了更精确的电缆连接点监测方式。使大型设备移动速度变化时始终精确跟随，同步收放电缆，切实保护好电缆,保证其受力在允许范围内。
[0012]为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：
[0013]一种智能化电缆卷绕装置，它包括电缆卷盘、卷绕电机、导缆架和控制器，所述卷绕电机通过传动机构驱动电缆卷盘转动，所述卷绕电机上设置有制动器，所述控制器与卷绕电机电性连接；
[0014]所述导缆架上设置有张力传感器，所述张力传感器与控制器电性连接，所述张力传感器，所述张力传感器可以采用摆角传感器，但不局限于该器件，用于采集电缆的张力信号；
[0015]所述卷绕电机上设置有编码器，所述编码器与控制器电性连接，所述编码器用于采集电缆卷盘的速度反馈信号。
[0016]进一步，所述传动机构包括减速机和齿轮箱，所述卷绕电机的电机轴与减速机的输入端相连，所述减速机的输出端与齿轮箱的输入端相连，所述齿轮箱的输出端与电缆卷盘相连。
[0017]进一步，所述控制器包括控制单元和功率单元，所述张力传感器的输出端和编码器的输出端分别与控制单元的输入端相连，所述控制单元的输出端与功率单元的输入端相连，所述功率单元的输出端与卷绕电机电性连接，所述控制单元和功率单元分别与制动器相连。
[0018]进一步，所述功率单元包括整流逆变模块、储能模块和驱动模块，所述整流逆变模块的输入端与供电电网相连，所述整流逆变模块的输出端与驱动模块的输入端相连，所述驱动模块的输出端与卷绕电机相连，所述储能模块并联在整流逆变模块的输出端之间。
[0019]进一步，所述智能化电缆卷绕装置还包括供电点位置检测机构，所述供电点位置检测机构包括发送装置和接收装置，所述发送装置设置在供电点上，所述接收装置设置在电缆卷绕装置上。
[0020]采用了上述技术方案，本技术具有以下的有益效果：
[0021]1、本技术采用电缆张力检测技术，形成张力反馈闭环，通过张力恒定对主设备的移动速度进行跟随。放缆工作时：如果张力减小，说明电缆释放太快，需要降低卷绕电机放缆速度；当张力增大时，说明电缆释放不及时，需要加快卷绕电机的放缆速度。收缆工作时：如果张力减小，说明电缆收卷太慢，需要加快卷绕电机收卷速度；当张力增大时，说明
电缆收卷太快，需要降低卷绕电机的收卷速度。本技术通过张力闭环控制，使电缆卷绕装置的电缆收放缆速度与主设备同步，以及电缆承受张力在允许的范围内。
[0022]2、本技术在电缆卷盘控制装置中建立电能储备，当供电电源突然断电的情况下，储备电能仍然能够维持制动器等的短时电源供给，确保电缆卷盘制动器不受外部电源丢失的影响，解决突然断电情况下调速系统和制动器的持续控制，实现对电缆的保护。
[0023]3、本技术中功率单元采用IGBT逆变技术，当电缆卷盘释放电缆时，产生的再生能量通过功率单元将能量转换成三相交流电源，反馈到供电电源，反馈的电能可以被其他设备吸收利用。本技术采用IGBT逆变技术后，可以直接回馈到电网，不再需要电阻进行耗能，降低了安全风险。
[0024]4、本技术把电缆卷绕控制需要的各功能部件，如控制单元、功率单元、电能反馈电路以及后备电源等集成在一起，缩小了体积，可以安装在电缆卷绕装置本体上，从而减少了大量的信号线及控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种智能化电缆卷绕装置，其特征在于：它包括电缆卷盘、卷绕电机、导缆架和控制器，所述卷绕电机通过传动机构驱动电缆卷盘转动，所述卷绕电机上设置有制动器，所述控制器与卷绕电机电性连接；所述导缆架上设置有张力传感器，所述张力传感器与控制器电性连接，所述张力传感器用于采集电缆的张力信号；所述卷绕电机上设置有编码器，所述编码器与控制器电性连接，所述编码器用于采集电缆卷盘的速度反馈信号。2.根据权利要求1所述的一种智能化电缆卷绕装置，其特征在于：所述传动机构包括减速机和齿轮箱，所述卷绕电机的电机轴与减速机的输入端相连，所述减速机的输出端与齿轮箱的输入端相连，所述齿轮箱的输出端与电缆卷盘相连。3.根据权利要求1所述的一种智能化电缆卷绕装置，其特征在于：所述控制器包括控制单元和功率单...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾瑜，
申请(专利权)人：顾瑜，
类型：新型
国别省市：
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