CN102826462A - 塔机起升速度控制系统、方法和塔机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塔机起升速度控制系统、方法及塔机，该塔机包括双速双滑环电机和涡流装置，涡流装置用于向电机施加涡流，其中该系统包括：速度调节装置，用于调节电机的高低速运行状态和速度大小；涡流调节装置，用于调节涡流装置的电流；档位检测装置，用于检测档位；以及控制装置，用于接收档位，并根据档位控制速度调节装置和涡流调节装置，以调整电机的速度。通过使用上述的控制系统，可以实现塔机起升速度的稳定控制，提高了调速性能。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种塔机起升速度控制系统、方法和塔机。
背景技术
目前，塔式起重机起升下降控制方式有变频控制、三速电机控制、绕线电机转子串级控制等。但是，变频器控制方式成本高，且维修难度大；而三速电机控制方式和绕线电机转子串级控制方式存在调速不平稳，故障率高，系统性能差等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种塔机起升速度控制系统、方法和塔机，以解决上述现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种塔机起升速度控制系统，该塔机包括双速双滑环电机和涡流装置，涡流装置用于向电机施加涡流，其中该系统包括：速度调节装置，用于调节电机的高低速运行状态和速度大小；涡流调节装置，用于调节涡流装置的电流；档位检测装置，用于检测档位；以及控制装置，用于接收档位，并根据档位控制速度调节装置和涡流调节装置，以调整电机的速度。
本发明还提供一种塔机，该塔机包括上述的控制系统。
本发明还提供一种塔机起升速度控制方法，该塔机包括双速双滑环电机和涡流装置，涡流装置用于向电机施加涡流，其中该方法包括：接收档位，并根据档位控制速度调节装置和涡流调节装置，以调整电机的速度，其中速度调节装置用于调节电机的高低速运行状态和速度大小，涡流调节装置用于调节涡流装置的电流。
通过上述技术方案，根据档位控制用于调节电机的高低速运行状态和速度大小的速度调节装置和用于调节涡流装置的电流的涡流调节装置来调整电机的速度，可以减缓调速过程中的刚性冲击和刚性摩擦，实现塔机起升速度的稳定控制，提高了调速性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施例的塔机起升速度控制系统的方框图；
图2是根据本发明实施例的塔机起升速度控制方法的流程图；以及
图3是根据本发明实施例的塔机起升速度控制的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是根据本发明实施例的塔机起升速度控制系统的方框图，其中该塔机包括双速双滑环电机和涡流装置，涡流装置用于向电机施加涡流。
如图1所示，该系统包括：速度调节装置100，用于调节电机的高低速运行状态和速度大小；涡流调节装置102，用于调节涡流装置的电流；档位检测装置104，用于检测档位；以及控制装置106，用于根据档位控制速度调节装置100和涡流调节装置102，以调整电机的速度。
通过使用上述的控制系统，根据档位控制用于调节电机的高低速运行状态和速度大小的速度调节装置和用于调节涡流装置的电流的涡流调节装置来调整电机的速度，可以减缓调速过程中的刚性冲击和刚性摩擦，实现塔机起升速度的稳定控制，提高了调速性能。
在上述实施例中，速度调节装置100还可以用于调节电机的运转方向。
其中，电机的运转方向包括正转方向（对应于塔机上升）和反转方向（对应于塔机下降）。电机的高低速运行状态包括电机高速运行状态（电机定子绕组和转子串电阻高速运行状态）和电机低速运行状态（电机定子绕组和转子串电阻低速运行状态）。在例如档位包括五档的情况下，一档至四档对应的速度为低速（即，一档至四档为低速档），而五档对应的速度为高速（即，五档为高速档）。
在本实施例中，控制装置106根据档位控制速度调节装置100改变电机的转子串接电阻的大小来调节电机的速度大小；控制装置106根据档位控制涡流调节装置102改变涡流电阻的大小来调节涡流装置的电流。
其中，速度调节装置100可以包括第一调节装置，用于调节电机的运转方向；第二调节装置，用于调节电机的运行状态；第三调节装置，用于调节电机的速度大小。
在本实施例中，该系统还包括反馈装置，与控制装置106连接，用于反馈涡流装置的电流的大小；控制装置106还用于在电流大于预设值的情况下，控制涡流调节装置102停止向涡流装置施加电流。
通过反馈对涡流装置的电流的大小，可以在该电流大于预设值的情况下控制涡流调节装置停止向涡流装置施加电流，从而可以实现对涡流电流值进行限制保护，防止因电流过大而烧坏涡流线圈，提高了系统的性能。
其中，速度调节装置和涡流调节装置中的一者或多者可以通过接触器实现电阻的调节。
在上述实施例中，该系统还包括切换装置，该切换装置例如可以通过一个接触器实现。通常情况下，该接触器触点为闭合状态，制动器处于开闸状态；在接收到制动控制信号的情况下切换至断开状态，制动器处于抱闸状态。
在电机运行时，涡流装置的涡流线圈通入电流（该电流如上通过控制涡流调节装置确定），根据电磁涡流原理，涡流磁场对电机轴产生反向力矩。由此，采用涡流装置实现电机涡流的控制，从而可以减缓电机调速时（在启动、停止时同样适用）的刚性冲击和刚性摩擦，实现对机构的平稳运行性能控制。
该系统还可以包括人机交互界面，与控制装置106相连，可以用于显示档位、档位对应的速度（目标速度）和报警信息等。
此外，在紧急情况下，控制装置106还可以用于控制塔机的制动装置抱闸制动。在制动过程中，涡流装置的电流值是快速渐变增大的。这样不仅可以获得良好的快速制动效果，还可以克服快速制动时产生的冲击。
本发明实施例还提供了一种塔机，该塔机包括上述实施例中的控制系统。
图2是根据本发明实施例的塔机起升速度控制方法的流程图。该塔机包括双速双滑环电机和涡流装置，涡流装置用于向电机施加涡流。
如图2所示，该方法包括：
S200，接收档位；以及
S202，根据档位控制速度调节装置和涡流调节装置，以调整电机的速度，其中速度调节装置用于调节电机的高低速运行状态和速度大小，涡流调节装置用于调节涡流装置的电流。
根据档位控制用于调节电机的高低速运行状态和速度大小的速度调节装置和用于调节涡流装置的电流的涡流调节装置来调整电机的速度，可以减缓调速过程中的刚性冲击和刚性摩擦，实现塔机起升速度的稳定控制，提高了调速性能。
其中，速度调节装置还可以用于调节电机的运转方向。
其中，电机的运转方向包括正转方向（对应于塔机上升）和反转方向（对应于塔机下降）。电机的高低速运行状态包括电机高速运行状态（电机定子绕组和转子串电阻高速运行状态）和电机低速运行状态（电机定子绕组和转子串电阻低速运行状态）。在例如档位包括五档的情况下，一档至四档对应的速度为低速（即，一档至四档为低速档），而五档对应的速度为高速（即，五档为高速档）。
在本方法中，根据档位控制速度调节装置改变电机的转子串接电阻的大小来调节电机的速度大小；根据档位控制涡流调节装置改变涡流电阻的大小来调节涡流装置的电流。
在本实施例中，该方法还包括：接收涡流装置的电流的大小；在电流大于预设值的情况下，控制涡流调节装置停止向涡流装置施加电流。
通过反馈对涡流装置的电流的大小，可以在该电流大于预设值的情况下控制涡流调节装置停止向涡流装置施加电流，从而可以实现对涡流电流值进行限制保护，防止因电流过大而烧坏涡流线圈，提高了系统的性能。
其中，速度调节装置和涡流调节装置中的一者或多者可以通过接触器实现电阻的调节。
在电机运行时，涡流装置的涡流线圈通入电流（该电流如上通过控制第二调节装置确定），根据电磁涡流原理，涡流磁场对电机轴产生反向力矩。由此，采用涡流装置实现电机涡流的控制，从而可以减缓电机调速时（在启动、停止时同样适用）的刚性冲击和刚性摩擦，实现对机构的平稳运行性能控制。
此外，在紧急情况下，还可以控制塔机的制动装置抱闸制动。在制动过程中，涡流装置的电流值是快速渐变增大的。这样不仅可以获得良好的快速制动效果，还可以克服快速制动时产生的冲击。
图3是根据本发明实施例的塔机起升速度控制的电气原理图。
如图3所示，MH表示双速双滑环电机。第一调节装置包括第四接触器KHU和第五接触器KHD。第二调节装置包括第一接触器KH6和第二接触器KH7以及第六接触器KHL和第七接触器KHH。第三调节装置包括五个第三接触器，分别为第三接触器A KH1，第三接触器B KH2，第三接触器C KH3，第三接触器D KH4和第三接触器E KH5。第二切换装置包括。涡流调节装置包括三个第八接触器，分别为第八接触器F KHE，第八接触器G KH8和第八接触器H KH9。切换装置包括第九接触器KHB，该第九接触器KHB默认为闭合状态。R1、R2和R3为涡流电阻，通过对三个第八接触器的控制实现电路中涡流电阻R1、R2和R3的大小的调节，以改变涡流装置的电流。
本领域技术人员应该理解，图3中第三接触器与转子串接电阻的设置，以及第八接触器与涡流电阻的设置可以根据实际情况进行调整，并不限于图3所示的情况。
在档位为上升一档的情况下，控制第一接触器KH6、第四接触器KHU、第六接触器KHL、第八接触器F KHE、第八接触器G KH8、第八接触器H KH9和第三接触器AKH1闭合。
在档位为上升二档的情况下，控制第一接触器KH6、第四接触器KHU、第六接触器KHL、第八接触器F KHE和第三接触器A KH1闭合。
在档位为上升三档的情况下，控制第一接触器KH6、第四接触器KHU、第六接触器KHL和第三接触器A KH1闭合。
在档位为上升四档的情况下，控制第一接触器KH6、第四接触器KHU、第六接触器KHL和第三接触器E KH5闭合。其中，第三接触器E KH5的闭合是按照KH1、KH2、KH3、KH4、KH5依次逐级闭合且在切换过程中后一级闭合后前一级断开的方式而实现的。
在档位为上升五档的情况下，控制第二接触器KH7、第四接触器KHU、第七接触器KHH和第三接触器E KH5闭合。其中，第三接触器E KH5的闭合是按照KH1、KH2、KH3、KH4、KH5依次逐级闭合且在切换过程中后一级闭合后前一级断开的方式而实现的。
在档位为下降一档的情况下，控制第五接触器KHD，第八接触器FKHE、第八接触器G KH8和第八接触器H KH9闭合。
在档位为下降二档的情况下，控制第一接触器KH6、第五接触器KHD、第六接触器KHL、第八接触器F KHE、第八接触器G KH8和第八接触器HKH9。
在档位为下降三档的情况下，控制第一接触器KH6、第五接触器KHD、第六接触器KHL、第三接触器A KH1、第八接触器F KHE和第八接触器GKH8。
在档位为下降四档的情况下，控制第一接触器KH6、第五接触器KHD、第六接触器KHL和第三接触器E KH5闭合。其中，第三接触器E KH5的闭合是按照KH1、KH2、KH3、KH4、KH5依次逐级闭合且在切换过程中后一级闭合后前一级断开的方式而实现的。
在档位为下降五档的情况下，控制第二接触器KH7、第五接触器KHD、第七接触器KHH和第三接触器E KH5闭合。其中，第三接触器E KH5的闭合是按照KH1、KH2、KH3、KH4、KH5依次逐级闭合且在切换过程中后一级闭合后前一级断开的方式而实现的。
在调速控制过程中，在对涡流电阻调节所产生的电流大于预设值的情况下，为了防止过流造成的损害，控制第八接触器F KHE断开。
从上述实施例可以看出，根据档位控制用于调节电机的高低速运行状态和速度大小的速度调节装置和用于调节涡流装置的电流的涡流调节装置来调整电机的速度，可以减缓调速过程中的刚性冲击和刚性摩擦，实现塔机起升速度的稳定控制，提高了调速性能。并且涡流参与系统调速控制，能够减缓调速过程中的刚性冲击和刚性摩擦，解决了执行机构（电机）启动、停止及档位切换时的抖动问题，并且在丢档位时也不出现塔身晃动现象。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种塔机起升速度控制系统，该塔机包括双速双滑环电机和涡流装置，所述涡流装置用于向所述电机施加涡流，其中该系统包括：
速度调节装置，用于调节所述电机的高低速运行状态和速度大小；
涡流调节装置，用于调节所述涡流装置的电流；
档位检测装置，用于检测档位；以及
控制装置，用于接收所述档位，并根据所述档位控制所述速度调节装置和所述涡流调节装置，以调整所述电机的速度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，
所述控制装置根据所述档位控制所述速度调节装置改变所述电机的转子串接电阻的大小来调节所述电机的速度大小；
所述控制装置根据所述档位控制所述涡流调节装置改变涡流电阻的大小来调节所述涡流装置的电流。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，
该系统还包括反馈装置，与所述控制装置连接，用于反馈所述涡流装置的电流的大小；
所述控制装置还用于在所述电流大于预设值的情况下，控制所述涡流调节装置停止向所述涡流装置施加电流。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述速度调节装置和涡流调节装置中的一者或多者通过接触器实现电阻的调节。
5.一种塔机，该塔机包括权利要求1-4中任一项权利要求所述的控制系统。
6.一种塔机起升速度控制方法，该塔机包括双速双滑环电机和涡流装置，所述涡流装置用于向所述电机施加涡流，其中该方法包括：
接收档位，并根据所述档位控制所述速度调节装置和所述涡流调节装置，以调整所述电机的速度，
其中所述速度调节装置用于调节所述电机的高低速运行状态和速度大小，所述涡流调节装置用于调节所述涡流装置的电流。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
根据所述档位控制所述速度调节装置改变所述电机的转子串接电阻的大小来调节所述电机的速度大小；
根据所述档位控制所述涡流调节装置改变涡流电阻的大小来调节所述涡流装置的电流。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括：
接收所述涡流装置的电流的大小；
在所述电流大于预设值的情况下，控制所述涡流调节装置停止向所述涡流装置施加电流。
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