CN102328875B - 工程机械回转机构的控制方法和控制系统以及工程机械 - Google Patents

工程机械回转机构的控制方法和控制系统以及工程机械 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工程机械回转机构的控制方法和控制系统以及工程机械,用以解决现有技术中采用RCV控制器对塔式起重机的回转机构进行控制的可靠性较低的问题。该方法包括:工程机械的控制器接收速度命令信号,将该速度命令信号转换为功率控制器所需的功率控制信号然后发送给功率控制器;功率控制器将功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给功率模块;功率模块根据功率控制器发送的控制信号对回转机构的力矩电机进行控制。采用本发明的技术方案,有助于提高对塔式起重机的回转机构进行控制的可靠性。

Description

工程机械回转机构的控制方法和控制系统以及工程机械
技术领域
[0001] 本发明涉及一种工程机械回转机构的控制方法和控制系统以及工程机械。
背景技术
[0002]目前,在塔式起重机的工地现场操作时,回转机构的控制性能对于现场塔式起重机司机的操作与工作效率非常的重要。由于塔式起重机起重臂长,回转机构控制系统惯性大、特性软、速度响应迟滞,塔式起重机回转机构运行中要求起动响应速度快、运行中速度稳定、换速过渡平滑,停车时就位平稳准确、抗风性能优异。回转机构的控制方案有很多种,应用比较多的为绕线电机配合液力耦合机构串电阻调速、变频电机配合变频器驱动调速和晶闸管调压调速。
[0003] 现有技术中采取晶闸管调压调速方式为调节电压无极调速,现场操作性能优越,目前市场上应用较多的控制方案为RCV控制器驱动回转力矩电机,配有涡流辅助控制回转减速,但在现场工况下RCV控制器的控制器件故障率高,可靠性不稳定,影响该控制方案的广泛推广。
[0004] 在现有技术中,采用RCV控制器对塔式起重机的回转机构进行控制的可靠性较低,对于该问题,目前尚未提出有效解决方案。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的是提供一种工程机械回转机构的控制方法和控制系统以及工程机械,以解决现有技术中采用RCV控制器对塔式起重机的回转机构进行控制的可靠性较低的问题。
[0006] 为解决上述问题,根据本发明的一个方面,提供了一种工程机械回转机构的控制方法。
[0007] 本发明的工程机械回转机构的控制方法包括:工程机械的控制器接收速度命令信号,将该速度命令信号转换为功率控制器所需的功率控制信号然后发送给所述功率控制器;所述功率控制器将所述功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给所述功率模块;所述功率模块根据所述功率控制器发送的控制信号对所述回转机构的力矩电机进行控制。
[0008] 根据本发明的另一方面,提供了一种工程机械回转机构的控制系统。
[0009] 本发明的工程机械回转机构的控制系统包括控制器、功率控制器和功率模块,其中:所述控制器,用于接收速度命令信号,将该速度命令信号转换为所述功率控制器所需的功率控制信号然后发送给所述功率控制器;所述功率控制器,用于将所述功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给所述功率模块;所述功率模块,用于根据所述功率控制器发送的控制信号对所述回转机构的力矩电机进行控制。
[0010] 根据本发明的又一方面,提供了一种工程机械,该工程机械具有回转机构,并且具有本发明的工程机械回转机构的控制系统。[0011] 根据本发明的技术方案,通过工程机械的控制器接收速度命令信号,将该信号转换为功率控制信号后发送给功率控制器,功率控制器将功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给功率模块,后由功率模块根据功率控制器发送的控制信号对回转机构的力矩电机进行控制, 该方法中采用了工程机械自身的控制器作为核心控制器件,通过功率控制器的中间转换,将控制器的实时数字信号转换为功率模块的控制信号,通过触发控制电路的控制,调节功率模块内晶闸管主电路的电压达到对力矩电机输入电压进行调节的效果,实现了对塔式起重机回转力矩电机的调速控制;在本发明实施例中,主要控制元件为控制器、功率控制器和功率模块,均为高可靠性产品,故障率低,有助于提高对塔式起重机的回转机构进行控制的可靠性。
附图说明
[0012] 说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0013] 图I是根据本发明实施例的工程机械回转机构的控制方法的示意图;
[0014]图2是根据本发明实施例的工程机械回转机构的控制系统的基本结构的示意图;以及
[0015]图3是根据本发明实施例的工程机械回转机构的控制系统的优选结构的示意图。具体实施方式
[0016] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0017] 图I是根据本发明实施例的工程机械回转机构的控制方法的示意图,如图I所示,该方法主要包括如下步骤:
[0018] 步骤Sll :工程机械的控制器接收速度命令信号,将该速度命令信号转换为功率控制器所需的功率控制信号然后发送给功率控制器;
[0019] 步骤S13 :功率控制器将功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给功率模块;
[0020] 步骤S15 :功率模块根据功率控制器发送的控制信号对回转机构的力矩电机进行控制。
[0021] 应用本实施例中的这种控制方法,其主要控制元件为控制器、功率控制器和功率模块(三相交流调压模块),其中的控制器可以是工程机械现有的控制器。上述几种控制元件为高可靠性产品,故障率低,用它们构成的系统稳定性较高,有助于提高对塔式起重机的回转机构进行控制的可靠性。
[0022] 在上述步骤Sll中,将速度命令信号转换为功率控制器所需的功率控制信号时,具体可以是:将速度命令信号转换为数字量的脉宽调制(PWM)信号;这样,在步骤S13中,功率控制器将功率控制信号转换为功率模块的控制信号时,具体可以是功率控制器将数字量的PWM信号转换为模拟量的脉宽调制信号。
[0023] 步骤Sll中的速度命令信号可以是来自工程机械的回转控制手柄,即,在步骤Sll之前,工程机械的回转控制手柄根据接收到的手柄操作,生成速度命令信号然后发送给控制器。
[0024] 在本实施例中,可以利用回转机构的涡流线圈对力矩电机的转速进行辅助调整。具体可采用涡流控制器和涡流装置,这样,在步骤Sll之后,可由控制器将辅助调速信息发送给涡流控制器,涡流控制器根据辅助调速信息生成辅助调速指令然后发送给涡流装置,涡流装置根据辅助调速指令对力矩电机的转速进行调节。这种采用控制器、涡流控制器和涡流装置对力矩电机的转速进行辅助调速,具有较高的可靠性。
[0025] 在本实施例中,对于力矩电机制动的控制可由控制器完成,具体是,控制器接收制动命令,根据该制动命令生成制动控制指令然后发送给力矩电机的制动装置,制动装置根据制动控制指令对力矩电机进7TT制动。
[0026] 本实施例的方法中提到的工程机械可以是塔式起重机。
[0027]图2是根据本发明实施例的工程机械回转机构的控制系统的基本结构的示意图,如图2所示,工程机械回转机构的控制系统20主要包括如下部分:控制器21,用于接收速度命令信号,将该速度命令信号转换为功率控制器所需的功率控制信号然后发送给功率控 制器23 ;功率控制器23,用于将功率控制信号转换为功率模块25的控制信号然后发送给功率模块25 ;功率模块25,用于根据功率控制器23发送的控制信号对回转机构的力矩电机27进行控制。
[0028] 在本实施例中,控制器21在接收到速度给定信号后,经过程序建模处理,发送控制信号给功率控制器23,功率控制器23接收到数字量的控制信号,内部转换为模拟量信号,由模拟量控制信号控制功率模块25来驱动回转力矩电机27,通过改变回转控制手柄29给定速度可以调节功率模块25中的晶闸管主电路的输出的电压,以达到调节力矩电机27速度的目的。其中功率模块25将输入的三相电流进行转换后输出,为力矩电机27供电。
[0029] 图3是根据本发明实施例的工程机械回转机构的控制系统的优选结构的示意图。如图3所示,工程机械回转机构的控制系统30还可以包括涡流控制器34和涡流装置35,其中涡流控制器34用于根据控制器21发送的辅助调速信息生成辅助调速指令然后发送给涡流装置;涡流装置35用于根据辅助调速指令对力矩电机27的转速进行调节。工程机械回转机构的控制30还可以包括制动装置36 (同示于图3中)。控制器21还可用于接收制动命令,根据该制动命令生成制动控制指令然后发送给制动装置36 ;制动装置36用于根据制动控制指令对力矩电机27进行制动。
[0030] 本发明的工程机械具有回转机构,并且具有本发明中的工程机械回转机构的控制系统,该工程机械可以是塔式起重机。
[0031] 由以上描述可知,本发明的工程机械回转机构的控制方法和控制系统,通过工程机械的控制器接收速度命令信号,将该信号转换为功率控制信号后发送给功率控制器,功率控制器将功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给功率模块,后由功率模块根据功率控制器发送的控制信号对回转机构的力矩电机进行控制,该方法中采用了工程机械自身的控制器作为核心控制器件,通过功率控制器的中间转换,将控制器的实时数字信号转换为功率模块的控制信号,通过触发控制电路的控制,调节功率模块内晶闸管主电路的电压达到对力矩电机输入电压进行调节的效果,实现了对塔式起重机回转力矩电机的调速控制;在本发明实施例中,主要控制元件为控制器、功率控制器和功率模块,均为高可靠性产品,故障率低,有助于提高对塔式起重机的回转机构进行控制的可靠性。[0032] 显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0033] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1. 一种工程机械回转机构的控制方法,其特征在于,包括: 工程机械的控制器接收速度命令信号,将该速度命令信号转换为功率控制器所需的功率控制信号然后发送给所述功率控制器; 所述功率控制器将所述功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给所述功率模块; 所述功率模块根据所述功率控制器发送的控制信号对所述回转机构的力矩电机进行控制,其中, 所述将该速度命令信号转换为功率控制器所需的功率控制信号包括:将所述速度命令信号转换为数字量的脉宽调制信号; 所述功率控制器将所述功率控制信号转换为功率模块的控制信号包括:所述功率控制器将所述数字量的脉宽调制信号转换为模拟量的脉宽调制信号。
2.根据权利要求I所述的方法,其特征在于,工程机械的控制器接收速度命令信号之前,还包括:所述工程机械的回转控制手柄根据接收到的手柄操作,生成所述速度命令信号然后发送给所述控制器。
3.根据权利要求I所述的方法,其特征在于,所述控制器接收速度命令信号之后,还包括: 所述控制器将辅助调速信息发送给涡流控制器; 所述涡流控制器根据所述辅助调速信息生成辅助调速指令然后发送给涡流装置; 所述涡流装置根据所述辅助调速指令对所述力矩电机的转速进行调节。
4.根据权利要求I所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 所述控制器接收制动命令,根据该制动命令生成制动控制指令然后发送给所述力矩电机的制动装置; 所述制动装置根据所述制动控制指令对所述力矩电机进行制动。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述工程机械为塔式起重机。
6. 一种工程机械回转机构的控制系统,其特征在于,包括控制器、功率控制器和功率模块, 其中: 所述控制器,用于接收速度命令信号,将该速度命令信号转换为所述功率控制器所需的功率控制信号然后发送给所述功率控制器; 所述功率控制器,用于将所述功率控制信号转换为功率模块的控制信号然后发送给所述功率模块; 所述功率模块,用于根据所述功率控制器发送的控制信号对所述回转机构的力矩电机进行控制, 其中,所述控制器还用于将所述速度命令信号转换为数字量的脉宽调制信号; 所述功率控制器还用于将所述数字量的脉宽调制信号转换为模拟量的脉宽调制信号。
7.根据权利要求6所述的控制系统,其特征在于,还包括涡流控制器和涡流装置,其中: 所述涡流控制器,用于根据所述控制器发送的辅助调速信息生成辅助调速指令然后发送给所述涡流装置; 所述涡流装置,用于根据所述辅助调速指令对所述力矩电机的转速进行调节。
8.根据权利要求6所述的控制系统,其特征在于,所述控制系统还包括制动装置; 所述控制器还用于接收制动命令,根据该制动命令生成制动控制指令然后发送给所述制动装直; 所述制动装置,用于根据所述制动控制指令对所述力矩电机进行制动。
9.根据权利要求6,7或8所述的控制系统,其特征在于,所述工程机械为塔式起重机。
10. 一种工程机械,具有回转机构,其特征在于,所述工程机械具有权利要求6-8中任一项所述的控制系统。
11.根据权利要求10所述的工程机械,其特征在于,所述工程机械为塔式起重机。
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