CN103277306B - 一种使用工频电源作为动力的多功能钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用工频电源作为动力的多功能钻机，其包括一接入工频电源的油泵驱动装置，该装置连接于钻机液压系统，包括控制器、变频器、变频电机以及油泵，其中，控制器和变频器均接入工频电源，变频器接收控制器传送的变频调整信号并依据该变频调整信号去调整变频电机的工作电源频率，进一步改变变频电机的转速，从而改变与变频电机相连之油泵的输出流量。本发明优点在于通过改变油泵驱动方式使得多功能钻机具有可软启动，软停止，无冲击电流以及可无极调速的优点，工作性能相对于现有技术有了明显的改善，故障率低，且设备运行经济，能源消耗低，零排放，节能环保效果显著。

Description

一种使用工频电源作为动力的多功能钻机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种集长螺旋钻机、旋挖钻机、液压振动锤于一体的利用工频电源为动力的钻机。

背景技术

目前，在桩工机械行业中，长螺旋钻机、旋挖钻机、液压振动锤等为常用几种机种，在传统的桩工机械行业中，多是采用柴油发动机作为驱动油泵的动力源，但是由于柴油发动机使用的是柴油，柴油在燃烧时会产生大量的废气，并且柴油发动机是属于大功率系统，在产生动力的同时也在消耗大量能源，因此在今天大讲节能环保的大环境下，柴油发动机已渐渐无法适应需求。

综上所述，因此如何降低能源的消耗和机器的故障率，并且如何在提供动力的基础上既能实现经济又能达到环保效果，对于上述几种机种而言是亟待解决的问题。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种集长螺旋钻机、旋挖钻机、液压振动锤等多种机械功能于一体的，且能源消耗低并且工作性能强，故障率低，使用工频电源作为动力的多功能钻机更经济环保的多功能钻机。

为了实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

本发明所述使用工频电源作为动力的多功能钻机，包括钻机本体以及执行钻机工作的液压系统，其改进之处在于，还包括一使用工频电源作为动力的油泵驱动装置，该油泵驱动装置连接于液压系统。控制器、变频器、变频电机以及油泵，其中，控制器过向变频器传送一变频调整信号，变频器接收该信号并开始去调整变频电机的工作电源频率，进而改变变频电机的转速，从而改变与变频电机相连之油泵的输出流量。

进一步，所述油泵驱动装置包括控制器、变频器、变频电机以及油泵，控制器和变频器均相接于工频电源，其中，变频器接收控制器传送的变频调整信号并开始调整变频电机的工作电源频率，变频电机改变转速进而改变油泵的输出流量。

进一步，还包括一显示器，其连接于油泵驱动装置的控制器。

进一步，还包括一报警装置，其连接于油泵驱动装置的控制器。

进一步，所述控制器为可编程逻辑控制器。

进一步，所述变频器为矢量控制变频器。

进一步，所述油泵为三联齿轮泵。

本发明所述多功能钻机具有以下优点：

（1）相比于柴油作为动力源更为经济实惠，并且无废气排放，具有环保节能的效果；

（2）由于采用环保节能的工频电源作为动力源，因此可无级调速，调速范围大，并且工作可靠，降低了钻机发动机和马达的维修率，减少了钻机的维修保养和成本费用；

（3）操控简单，自动化程度高，日常维护量少，并且输出特性满足负载性能要求。

附图说明

图1为本发明所述使用工频电源作为动力的多功能钻机中油泵驱动装置的结构示意图；

图2为本发明所述使用工频电源作为动力的多功能钻机中油泵驱动装置的电气连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来对本发明所述使用工频电源作为动力的多功能钻机作进一步的详细说明。

总所周知，工频电源就是我们平常所说的“市电”，其电压为220伏特的交流电，频率位于50HZ-60hz左右，因此，在钻机中采用工频电源作为动力源，其相对于传统的柴油发动机动力源更为经济，在同等功率的情况下，用电产生的费用远比用柴油所产生的费用要少，而且不产生废气，更为环保。

从节能环保方面考虑，采用工频电源相比于柴油发动机更为适用当下社会需求。

参见图1中所示，其为本发明所述使用工频电源作为动力的多功能钻机中所述描述的油泵驱动装置的结构示意图。所述油泵驱动装置包括控制器20、变频器30、变频电机40以及油泵50，其中，控制器20和变频器30均接入工频电源10，由工频电源10作为动力进行工作。

在本发明中所述油泵驱动装置中，所述变频电机40的输出轴是与油泵50的齿轮之间是固定相连的，在发明中，变频电机40的主要功能就是将电能转化为输出轴的机械能，再由相连的油泵齿轮50中的齿轮进行机械转动，进而通过齿轮输出液压油，从而进一步将机械能转化为液压流量，实现恒转矩输出。

见图2，所述控制器20在多功能钻钻机工作开始时，主要用以产生一变频调整信号，即变频器30的启动信号，该信号会通过线路发送给变频器30；变频器30接收该信号并开始运算得出适用的电源频率输送给变频电机40；变频电机40在变频器30调整下改变转速，进而改变与变频电机40相连油泵50的输出流量。

实际应用中，所述控制器20为采用可编程逻辑控制器，

其与多功能钻机操作台上所设置的启动按钮电性相连，当多功能钻机运作时，工作人员只需按下该按钮，所述控制器20即会产生一改变频率的控制信号，即变频器30的启动信号，并通过线路发送给变频器30，即可，变频器30内部程序开始运算并输出一适用的频率值至变频电机40，使得其转速得以改变，进而改变油泵50输出的流量。其中，所述控制器20中的程序为预先设计并烧入控制器芯片中，所述变频器30可采用麦格米特驱动技术有限公司生产的MV300系列通用矢量控制变频器。

在本发明中，为了防止变频器30在运作中短路，在其电流输入端采用的是空气开关作为短路保护，又，为了确保变频器30电流测谐波分量小于5%，在变频器30的线路中加装了进线电抗器。当多功能钻机开始工作，控制器启动，变频电机40在预先设定好的，即基准频频率下运转，本发明中该基准频率设定为10赫兹，同时，操控人员可根据实际需要手动调节0~10伏的直流输入电压值，该直流电压值进一步输入至控制器20，控制器20在接收到该直流电压后进行分析和计算，同步根据分析和计算后的结果控制变频器30运行，从而准确地调节变频电机40的转速，最后使得油泵50的实际供油量与多功能钻机的工作流量需求相一致。

变频器30在改变变频电机40的同时，亦会输出0~20毫安的电流信号给控制器20进行处理并输出至显示器60上进行显示，从而便于钻机操作人员随时了解变频器30的工作情况；此外，变频器30处亦会产生一脉冲信号，该脉冲信号会输入到控制器20并经其处理，即将该脉冲信号换算成速度信号，并进一步换算成流量值传送到显示器60上。

另外，在本发明中充分利用了变频器30的输出端，为了极大方便钻机操控人员及时知晓和处理变频器30的故障，本发明变频器30输出端还可设置传送故障信号给控制器20，再通过该控制器20将该故障信号传送至可以显示故障信息的显示器60上进行显示。

针对上述，本发明还可以在钻机中设置一报警装置70，该报警装置70相连于油泵驱动装置中的控制器20，当控制器20接收变频器30输送的故障信号并经处理发送至显示器60处显示同时，亦传送一报警信号给报警装置70予以语音报警，实际操作中，该报警装置70可为一扬声器。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种使用工频电源作为动力的多功能钻机，包括钻机本体以及执行钻机工作的液压系统，其特征在于，还包括一使用工频电源作为动力的油泵驱动装置，所述油泵驱动装置连接于液压系统，该油泵驱动装置包括控制器、变频器、变频电机以及油泵，其中，控制器向变频器传送一变频调整信号，变频器接收该信号并开始调整变频电机的电源频率，进而改变变频电机的转速，从而改变与变频电机相连之油泵的输出流量，还包括一显示器和一报警装置，其分别连接于油泵驱动装置的控制器；

控制器和变频器均相接于工频电源；

所述控制器为可编程逻辑控制器，其与多功能钻机操作台上所设置的启动按钮电性相连，当多功能钻机运作时，只需按下该按钮，所述控制器即会产生一改变频率的控制信号，即变频器的启动信号；

所述变频器为矢量控制变频器；在其电流输入端采用的是空气开关作为短路保护，为了确保变频器电流侧谐波分量小于5％，在变频器的线路中加装了进线电抗器；

当控制器接收变频器输送的故障信号并经处理发送至显示器处显示同时，亦传送一报警信号给报警装置予以语音报警。

2.根据权利要求1所述使用工频电源作为动力的多功能钻机，其特征在于，所述油泵为三联齿轮泵。