磕头机的运行过程主要分为上冲程和下冲程两个阶段。磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的，上冲程时，驴头悬点需要提起抽油杆柱和油柱，在没有负重匹配的情况下电动机将付出很大的能量；下冲程时，抽油机杆柱反过来带动电动机做功，使电机处于发电机的运行状态。而且上、下冲程的载荷的极度不均匀会严重影响抽油机的效率和使用寿命，因此一般在磕头机的游梁尾部、曲柄处加了配重，这样的好处还可以减少电动机上冲程时所需消耗的电能和减少下冲程时的发电量。
图1 磕头机
图1 磕头机
2 磕头机的工艺要求
冲程频次可调――改变电动机的运行速度使得磕头机的运行与油井的具体工况匹配到好程度，比如稳产井，提升电动机的速度使之高于50Hz从而可以提高产油率；对于低产井，相应的降低电动机的速度从而实现节能要求；对于衰竭井，不仅要降低电动机的速度，还可以运行一段时间停机，间隔时间后再重新启动。
上、下冲程时间比可调――对于原油粘度不高、水含量高的油井，抽油机理想的工作方式应该是“慢上快下”、“慢上”有利于提高抽油泵的充满程度，有利于提高每一冲次的排液量，“快下”有利于抽油泵固定阀的及时关闭，提高泵效，提高采油量。
能适应恶劣环境――油田作业区一般海拔高、风沙大、温差大。要求变频器能对过电压、过电流、过载、过热等进行智能监控。
检维修方便――参数掉电保持，不用重新设参；另外变频器故障时可切至工频，这样保证正常采油。
3 配置要求
3.1一般配置
系统配置如图2所示。
图2 系统配置图
图2 系统配置图
一个油井作业区一般会有多台磕头机，可以通过总线（如RS-485，CANopen等）将驱动磕头机的变频器作为从站挂在PLC下。变频器的频率指令可以通过PLC给定，也可以通过两个电位器来给定，分别对应上冲程和下冲程。这样就实现了磕头机冲程频次的可调节和上下冲程时间比的可调。磕头机的抽油杆柱上要配置载荷传感器，通过它将实际压力反馈至PLC。PLC一方面可以控制变频器的启停和频率指令的调节，另一方面可以将变频器的状态（包括运行状态、电流等）给到HMI或油田服务器。特别要说明的是，台达C2000有内置PLC功能，如果在PLC控制简单的情况下，可以不用另配PLC。
3.2配置直流电抗器和交流电抗器
鉴于油田作业的环境，为了降低干扰，建议配置直流电抗器和交流电抗器。
3.3配置能源回馈单元REG2000
采油作业区的磕头机，有的处于上冲程时，有的处于下冲程，如果能将下冲程产生的电能反馈给上冲程的磕头机加以利用，这相对于传统加制动单元加制动电阻的做法，可以提高电机的制动能力，也可以大大节约了能量，还可以减少制动电阻产生的这一部分热量，一举三得。台达新推出的REG2000能量回馈单元非常适合这种应用场所。
3
图3 REG2000能量回馈原理
4 C2000与REG2000特点
4.1 C2000特点
台达C2000是高阶磁束矢量变频器，率、、低维护、长寿命，它有以下主要性能特点：矢量控制且内建PLC；内建制动单元（22KW及以下功率）；增强了环境耐受性与保护，保护性涂层处理；模块化设计，易于维护与扩充；支持多种总线控制。
4.2 REG2000特点
REG2000有如下特点：小型化尺寸、配线简单、内建电抗器；取代制动电阻，制动能力高、回生能量效率高且减少热能产生；支持多台并联；兼有手动自动运行模式；支持多种通信协议。
5 结束语
台达C2000和REG2000的特点，满足了磕头机的控制要求，提高了磕头机的效率，实现了节能增产的目的。施工升降机是一种用吊笼载人、载物沿导轨做上下运输的施工机械，是现代高层施工中的重要垂直运输设备，在高层建筑施中扮演了极其重要的角色，对于保证施工期与，降低施工成本，减轻劳动强度起着不可替代的作用。
二、施工升降机的发展
国内目前常见的施工升降机机型是SC齿轮齿条式、人货两用的施工升降机，其中90％以上是1～2吨级的。
普通升降机一般采用的是接触器-继电器控制方式，直接启动和机械抱闸强制制动，启制动冲击大，对机械结构和机构的损坏大，电气元件也易损坏，同时容易造成升降机里的物料跌落，既影响了施工速度也影响了施工企业的效益，特别是在人货两用施工升降机上，存在着的隐患。
随着我国建筑业的不断发展，建筑施工机械化水平的不断提高，对施工升降机的制造质量和整机技术水平的要求也越来越高。采用变频调速技术，可实现施工升降机的启动加减速、制动过程的无级调速，减小了起停机时电机对机械系统的冲击，提高了施工升降机运行过程中的平稳性和舒适感，延长了施工升降机的使用寿命，地提高了工作效率。变频器在施工升降机上的应用将成为建机行业的发展趋势。
三、TS1000系列施工升降机驱动一体机方案介绍
四方TS1000施工升降机驱动一体机应用方案
TS1000系列是四方电气针对施工升降机研制的一款行业专机，集矢量变频器、制动单元、起重量限制器、施工升降机逻辑控制板、平层扩展卡和操作台机器件于一体，能为厂商提供完整的一站式解决方案。
产品重点解决了施工升降机的松抱闸时序、平层功能等难点问题，在新楼层学习、起动加速控制、平层速度曲线、交互界面等方面进行了优化设计，行业的逻辑保证时序控制，提高了系统和舒适性，的平层控制算法，实现升降机的自动平层。
四、TS1000施工升降机驱动系统特色优势
（1）模块化设计，一站式解决方案，集成都高
驱动器和低压电器柜一体化设计，驱动器集成了变频器、制动单元、起重量限制器、施工升降机逻辑控制板、平层扩展卡和GPS/GPRS监控系统等；低压电器柜中的（主断路器、主接触器、隔离变压器、松闸接触器、照明空开）元器件客户可自行选配，便于施工升降机集成商集成，系统安装接线简便，方便运输，节省了安装材料、人工等成本。
（2）智能操作平台，操作简单直观
TS1000操作台集成了人机界面、楼层呼叫、楼层按键、电铃、插座、操作按键及控制手柄，具有楼层呼叫功能，呼叫信息和升降机所有的运行状态及信号均清晰显示在LCD大屏幕上。人机界面直观，降低劳动强度减少事故隐患。
（3）内置制动单元、起重量限制器，客户无需另行配置
驱动器内置1：1功率的IGBT制动单元，直接连接制动电阻即可实现快速停机。
人机界面显示当前载重量KG，称重信号直接控制驱动器实现限重保护功能，使用简单、精度高、可靠。
（4）内置GPS/GPRS通讯端口
内置GPS/GPRS通讯端口、用于卫星定位和远程监控，远程锁机与解锁功能，便于分期付款客户的管理（需配 GPS 模块）。
（5）起重抱闸时序，可靠
起重的抱闸时序控制，监控变频器输出频率和输出力矩，采用双逻辑抱闸信号，使升降机在上升或下降启动时电机输出足够的扭矩防止“溜钩“，同时也防止在上升启动时电机冲击机械系统而产生振动。
（6）启停舒适度
的S曲线加减速设计，大大提高起停的舒适性。停机时，变频器真正实现“零速”状态下制动，平层平稳、冲击小、减小了齿轮的磨损，盘式制动器性大大提高。
图（2）S曲线运行图
图（2）S曲线运行图
（7）的自动平层控制
自动平层控制采用一段速平层，平层速度快，平层精度≤1cm；楼层学习管理界面具有用户密码，学习高度可微调，操作简单，可靠。
（8）安装灵活
笼内嵌入式安装，节省吊笼内部空间。
（9）接线灵活
灵活的控制线路接线，控制卡采用插拔式接线端子，操作台可选择端子接线或航空插座方式接线。
（10）防水设计IP54
整机防水设计、经过防雨水实验、IP54 防水等级。
（11）安装、调试、维护方便
施工升降机逻辑控制板集成了升降机硬件保护逻辑，输入输出均有LED状态指示及丝印标识，控制端子采用排线或插拔式端子，系统安装接线方便；驱动器采用模块式设计，减少了安装工时，提高生产效率，降低装配故障率；系统内置控制程序，变频器参数出厂设置就可运行，系统安装简单、调试便捷，维护和维修简洁直观。
五、安装调试简述
1、系统接线示意图
四方TS1000施工升降机驱动一体机应用方案
图（3）系统接线示意图
在确保主电路及控制电路接线正确的情况下，系统开始上电调试。调试流程如下：
四方TS1000施工升降机驱动一体机应用方案
图（4）TS1000调试流程
2、设置参数
TS1000施工升降机驱动一体机固化了升降机参数，不同型号的升降机只需设置部分规格参数，其它参数出厂值即可运行。通过变频器操作面板可以方便的设置升降机的规格参数、编码器规格参数、电机规格参数等。
3、手动模式试运行
外围检查完毕，上电检测限位、极限开关、操作台按键及LCD显示是否正常，按要求设置好施工升降机规格参数后，推动操作杆点动运行，判定电机方向和三电机相序是否一致，待检测正常后，手动模式试运行。
4、平层模式楼层学习及试运行
手动调试正常，通过TS1000操作台进行楼层自学模式，通过操作杆手动控制施工升降机运行，至楼层的平层位置，按“已学楼层+1”的方式依次学习新楼层，已学习的楼层高度存入在楼层信息里。楼层学习好后，控制台运行模式选择平层运行，即可平层试运行。
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