CN106044600B - 包括再生制动电阻的起重机 - Google Patents

Abstract

根据本发明的起重机包括：电机部、减速器部和电力控制部。所述起重机中，由电力控制部供应的电源驱动电机部，电机部驱动减速器部且与减速器部连接，减速器部升降吊有重量物的链条。所述电力控制部，包括：逆变器，所述逆变器用于向电机部供电，以及再生制动电阻，所述再生制动电阻用于将电机部的发电模式下产生的电转换成热能。所述逆变器和所述再生制动电阻分别容纳于逆变器外壳和再生制动电阻外壳，所述逆变器外壳和再生制动电阻外壳固定于内部填充有润滑油的减速器部外壳的各自不同的外侧面上。在固定于减速器部外壳的外侧面上的状态下，所述逆变器外壳和再生制动电阻外壳不直接接触，互相之间存在间隙。

Description

包括再生制动电阻的起重机

技术领域

本发明涉及一种包括再生制动电阻的起重机，更具体地，涉及一种包括再生制动电阻的，逆变器方式的电机驱动起重机中最大程度地抑制由再生制动电阻产生的热传递至逆变器而发生逆变器过热引起的切断，以使起重机能够高频率运转的技术。

背景技术

通常，起重机是在仓库、火车站、模具工厂和铸造工厂等场所用于搬运货物或在工厂用于分解和组装机器的装备，是通过操纵电机来吊起重物体或吊起后将重物体移送到所希望的位置的装置。

这种起重机由原动机、齿轮减速装置和制动器等组成，且通过在起重链等的端部安装吊钩(hook)吊起货物或吊起后横(左右)向移动，从而移向目标位置。

通常，起重机大致可以分为电起重机，空气起重机等。

电起重机是将小型电动机、行星齿轮式减速装置的滚筒、握住货物的电磁制动器和放下货物时调节速度的载重制动器等集中在狭小容器空间的小型曳引机，用于接在吊臂(jib)端部或“I”形梁(I形横梁下端的凸缘行驶在铁轨)的情况下升降并搬运货物。电起重机的方式有通过在地面操纵绳索来运转电动机的方式，操作按钮的方式，遥控操纵的方式等。

空气起重机主要使用在如煤矿或化工厂等防止燃气爆炸的危险的场所。

此外，除了上述的电起重机和空气起重机之外，如在顶棚低的地方使用的低头型，行驶在两个铁轨上的双轨型等，起重机还可以根据使用的场所和机械的结构分为很多种类。

但是，如上述的现有的起重机，由于在发生按照操作人员的上升/下降操纵的控制信号时是用继电器开关来发生控制信号的，所以不能将装备小型化；由于装备的寿命相对短，需要大量的材料费和人工费；且由于配线复杂，存在既难以做到小型化和轻量化的制造，而且还消耗大量的电，发生大量如电磁波的噪音的问题。

为解决所述的继电器型起重机的问题，推出利用了由内置于本体的逆变器驱动的逆变器驱动电动机的电动起重机。

这种利用逆变器驱动电动机的电动起重机与继电器型起重机不同，通过无触点接口元件来产生根据操作人员的按钮操纵的信号并传输至逆变器，从而可以控制电机驱动，因而与继电器型的现有起重机相比时，电动起重机寿命是半永久性的，且既可做到小型轻量化，又能够与逆变器接近的方式配置，因而可以防止噪音引起的误动作。此外，由于电动起重机配线简单，需要的材料费、人工费少，从而节俭了成本，节约了电，且通过配件的区块化使A/S变得容易，并且完全分离了输入和输出，从而具有由异常电压引起的情况保护逆变器效果。

尽管这种利用逆变器驱动电动机的电动起重机具有上述诸多优点，但若逆变器的温度超过规定温度，则会发生安全问题。为解决这个问题，若逆变器的温度超过规定的设定温度，则通过切断逆变器来停止电动机，以使起重机无法运转。

除了温度超过规定温度时启动切断外，当产生超过逆变器的平滑电容器的容量的再生能时也会发生切断。

虽在逆变器型起重机中电机生成吊起重量物的动力，但一旦停止吊起重量物的动作，则重量物受重力下垂的情况下以逆向驱动电机。在做缓慢降低重量物的动作时，一旦停止此动作，也同样重量物的重力逆向驱动电机。这种电机的逆向驱动过程中，电机转换成发电机来生成电流。此电流充电于逆变器的平滑电容器而后续用作再生能量。

但是，若电机逆向驱动时生成的电流超过逆变器的平滑电容器的电容量，则电路会发生问题，因此逆变器在其之前启动保护功能来停止电机。

这样，因发生切断引起电机停止，则逆变器会产生出错信息(error message)。为了对这种出错信息进行初始化，并通过用逆变器重新控制电机来运转起重机，出现了需要将电源关闭后再重新开启的麻烦。

为避免这种现象，在逆变器电路中使用再生制动电阻。

为避免电机作为发电机运转时发生的过多再生能流逆变器，再生制动电阻将再生能源的一部分转换成热能，以使装有电机的起重机可连续运转。

但是，在将电能转换为热能的过程中，由再生制动电阻产生的热可以提升逆变器的温度。若逆变器的温度超过设定温度，则会发生为保护逆变器而启动切断的问题。最终会发生以下问题，即再生制动电阻(再生制动电阻是为了阻止由产生超过电容器容量的过多再生能引起的启动切断的情形而设置)提升逆变器的温度而导致启动切断的问题。

迄今为止，.这种问题是通过强制冷却再生制动电阻，以使再生制动电阻的热不会传递到逆变器的措施来解决的。

强制冷却的结构如1所示。图1所示的起重机结构是在株式会社Kito的韩国专利申请公开号10-2013-0092590(发明的名称：曳引机)中公开的，如图1所示，通过安装风扇19来将再生制动电阻11与电机一同进行强制冷却。但是，这种结构存在着由安装风扇19引起的结构复杂性增加和制造费用增加的问题。此外，还存在着由驱动风扇引起的额外耗电和发生噪音的问题。同时，风扇的安装位置限于起重机装置内部中特定的空间，因此也存在着再生制动电阻的起重机内位置设定相关的设计自由度下降的问题。

与此不同，还有一种解决方式是以合理的热屏蔽结构，无需强制冷却，最大程度地阻断再生制动电阻的热传递至逆变器，例如这种结构如图2所示。图2所示的起重机结构是在株式会社Kito的韩国专利申请公开号10-2010-0014421(发明的名称：曳引机)中公开的，此处是以将表面制作成凹凸波形的形状，在易于放热的结构的外壳(casing)中容纳再生制动电阻的方式，使再生制动电阻的热最大程度地发散到空气中，从而抑制向逆变器的热传递。

但是，在包括图2的现有技术的自然冷却方式的再生制动电阻的安装结构中，对再生制动电阻到对热敏感的逆变器的热传递的抑制性能有限，从而很难实现起重机的高频率运转。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决上述现有技术的所有问题点。

即，本发明的目的在于提供一种有效阻断在再生制动电阻中产生的热传递至逆变器，并无需额外的强制冷却机的简单结构的起重机。

此外，另一个目的在于提供一种无需如上所述的由于需要有效地阻断热而停止作业就能够实现高频率运转的起重机。

本发明旨在解决的问题不限于上面提到的问题，本发明所属的技术领域中的一般的技术人员可以从下面的记载中清楚地理解此处未提到的和其他问题。

解决问题的方案

为实现上述目的，本发明的代表性构成如下：

根据本发明的起重机包括：电机部，减速器部，电力控制部。

由电力控制部供应的电源驱动电机部，电机部驱动减速器部且与减速器部连接，减速器部升降吊有重量物的链条。

所述电力控制部包括逆变器，所述逆变器用于向电机部供电，以及再生制动电阻，所述再生制动电阻用于将电机部的发电模式下产生的电力转换成热能。

所述逆变器和所述再生制动电阻分别容纳于逆变器外壳和再生制动电阻外壳中。

所述逆变器外壳和再生制动电阻外壳固定于内部填充有润滑油的减速器部外壳的各自不同的外侧面上，在固定于减速器部外壳的外侧面上的状态下，所述逆变器外壳和再生制动电阻外壳不直接接触，互相之间存在间隙。

另一方面，所述逆变器外壳中，除了逆变器之外，还可以收容其他电子电器配件，所述再生制动电阻外壳优选只收容再生制动电阻。

在所述逆变器外壳内的收容状态下，所述逆变器位于离所述再生制动电阻外壳远的一端，而所述其他电子电器配件位于离所述再生制动电阻外壳近的一端。从而，可最大程度地抑制所述再生制动电阻产生的热传递至所述逆变器。

所述其他电子电器配件可以为接口、变压器和接线板。在所述逆变器外壳内的收容状态下，所述其他电子电器配件中所述接口位于离所述再生制动电阻外壳相对远的一端，变压器和接线板相比于所述接口位于近的一端。所述其他电子配件中位于离所述再生制动电阻外壳远的一端的所述接口也要比所述逆变器离所述再生制动电阻外壳更近。这种电子电器配件的配置关系由于可以保护电力控制部构成配件免受再生制动电阻产生的热的影响，有利于实现起重机的高频率运转。

在所述逆变器外壳与再生制动电阻外壳之间的间隙中可以设置支架。

所述支架的一侧可固定于所述逆变器外壳，另一侧可固定于所述再生制动电阻外壳，从而可以在维持所述再生制动电阻外壳与所述逆变器外壳的热分离的情况下，加固再生制动电阻外壳的固定状态。

此外，在不脱离本发明的技术思想的范围内还可以包括其他附加的构成。

发明效果

本发明可提供如下效果。

首先，根据本发明，可以避免以下情况，即当由于具备再生制动电阻而在电机的发电模式运转中产生的再生电能超过逆变器的平滑电容器容量导致逆变器以切断的方式停止时，为了初始化逆变器的出错信息而将开/关起重机电源的麻烦的情况。

此外，根据本发明，可以提供可以有效阻断再生制动电阻中产生的热传递至逆变器，且无需额外的强制冷却机的简单结构的起重机。

进一步地，根据本发明，能够提供无需如上所述的由于需要有效地阻断热而停止作业，就能够实现无间断的高频率运转的起重机。

附图说明

图1为图示强制冷却再生制动电阻的方式的现有技术的起重机的示意图。

图2为图示自然冷却再生制动电阻的方式的现有技术的起重机的示意图。

图3为图示图2的起重机中在逆变器外壳上配置再生制动电阻的模样的示意图。

图4为图示根据本发明的起重机的示意图。

图5为图示根据本发明的电力控制部的示意图。

<附图标记的说明>

100：电机部

200：减速器部

300：电力控制部

301：逆变器

302：接口

303：变压器

304：接线板

305：再生制动电阻

310：逆变器外壳

320：再生制动电阻外壳

330：支架

具体实施方式

下面，将结合附图对本发明的优选的实施例详细说明，以便本发明所属的技术领域中的一般的技术人员可以容易实施。

为清楚地描本发明，此处省略与本发明无关的部分的具体描述，在整个的说明书中，对于相同的构成要素将加上相同的参照标号进行说明。此外，图中示出的各构成要素的形状及大小仅为便于说明而随意示出，并不表示本发明必须受限于图示的形状及大小。亦即，可以理解的是，在不脱离本发明的思想及范围的前提下，说明书中记载的特定形状，结构及特性可通过从一个实施例变更为其他实施例来得到体现，且个别构成要素的位置或配置也同样可以在不脱离本发明的思想及范围的前提下得到变更。因此，后面描述的详细说明并非限定的意义，要理解为本发明的范围包括权利要求书的权利要求项所请求的范围及与其等同的所有范围。

尽管上面结合附图对本发明优选的实施例进行了说明，但本发明所属的技术领域中的一般的技术人员可以理解本发明可以在不改变其技术思想或必须的特征的前提下可以以其他具体形态来实施。因此，需要理解是，上述的一个实施例在所有方面均为示例性的，而非限定性的。

本发明的优选的实施例

图3是图示自然冷却再生制动电阻的现有技术的起重机中的再生制动电阻配置在逆变器外壳上的形状的示意图。为了更清楚地说明与现有技术形成对比的本发明的特征，首先对如图3所示的现有技术的配置结构进行具体的说明。

图3中，附图标号10表示控制盒，12表示逆变器，15表示减速器具外壳，70表示再生制动电阻器。

图3的再生制动电阻器70的外壳结构包括：波形金属板72和平板金属板73。

如图3所示，再生制动电阻器70安装在控制盒10的上部外侧面上。当起重机电机以发电模式运转时，由电机部产生的电流会流向再生制动电阻器70的电阻元件，这时发生的热将传递至波形金属板72。再生制动电阻器70的波形金属板72，由于其表面呈凹凸波形的形状，所以表面积大，从而可有效排出产自再生制动电阻器70的电阻元件的热。

另一方面，再生制动电阻器70的外壳底面安装在平板金属板73上。该平板金属板73与容纳逆变器12的控制盒10接触。

图3所示的现有技术中的结构中，虽然在寻求通过形成再生制动电阻器70的外壳的波形金属板72的大量放热，但仍无法避免相当多的热通过平板金属板73传递至容纳有逆变器12的控制盒10，从而导致加热逆变器12的结果。

此外，由于再生制动电阻器70安装在控制盒10的上部表面上，限制了提供将热源再生制动电阻器70与逆变器12之间的间隙以充分拓宽的方式设置的结构。若要以充分扩宽的方式维持所述间隙，则需要将控制盒10的高度设计得高从而需要加大控制盒10的上部表面与其内部容纳的逆变器12之间的空白空间。这将成为加大起重机装置整体大小的原因，因此不是优选的。

下面参照图4及图5，具体描述解决上述现有技术中的问题的本发明特有的结构。

首先，图4为图示根据本发明的起重机的示意图。图4中所示的起重机大致可分为电机部100，减速器部200及电力控制部300这三个部分。各界限在图4中用虚线标示。

由电力控制部300供应的电源驱动电机部100，电机部100驱动减速器部200且与减速器部200连接。减速器部200在放慢电机部100的轴的旋转速度的同时，增加转矩，从而升降吊有重量物的链条。

本发明的核心技术特征在于电力控制部300的结构。

图4中相当于最左侧部分的电力控制部300大致包括两个外壳。一个是逆变器外壳310，另一个是再生制动电阻外壳320。其中，所谓的“外壳”是统称起重机的构成配件，例如围绕逆变器301或再生制动电阻305的，执行盖子功能的构成要素的术语，并非仅意味着由单一配件组成的附件形状，既可以由安装在底板与其上部的盖子的两个配件组成，也可以由两个以上数量的配件组成。

逆变器外壳310中容纳逆变器301、接口302、变压器303、以及接线板304。再生制动电阻外壳320中容纳有再生制动电阻305。

图5图示了除外壳结构之外的本发明的电力控制部300。逆变301与接收起重机操作人员输入的指令而提供逆变器301的控制信号的接口302、作为各种配线的端子的集合体的接线板304、以及变压器303一同安装在一个板上。不会将作为本发明的电力控制部300的再一个主要构成要素的再生制动电阻305安装在所述板上，而是与逆变器301以电气配线的方式连接。

再回到图4，容纳有逆变器301、接口302、接线板304及变压器303的逆变器外壳310贴附于减速器部200外壳的一侧面上。另一方面，容纳有再生制动电阻305的再生制动电阻外壳320贴附于减速器部200外壳的另一侧面上。

这样，虽然是将逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320贴附于各自不同的外侧面上，但均为接触性地贴附于减速器部200的外壳，由此可以得到如下优点。

减速器部200中，其外壳内部收容有润滑油。因此，将收容通过电能发热的多个发热配件的逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320直接接触性地固定于减速器部200的外壳，从而可期待通过减速器部200的润滑油的冷却效果。

需要关注的是，逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320在分别贴附于起重机的减速器部200外壳上的特定位置的状态下，并非互相形成直接的接触，而是在其之间存在规定的间隙。由于这种间隙的存在，可以抑制再生制动电阻305(再生制动电阻305可以将电机的再生运转时所生成的电力转换成热能)产生的热直接传递至逆变器外壳310而提升逆变器外壳310容纳的逆变器301的温度。

另一方面，图4所示的实施例中，逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320之间设有支架330。这种支架330，其一侧与再生制动电阻外壳320连接，另一侧与逆变器外壳310连接。再生制动电阻外壳320，虽然其一部分固定于减速器部200外壳的外侧面上，但在起重机的运转过程中固定面积还不足以可以稳定地维持再生制动电阻外壳320的固定状态。尤其，逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320之间的间隙越是以大的面积的方式形成时，再生制动电阻外壳320的固定状态需要加固的必要性就越大。支架330设置于逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320之间，将再生制动电阻外壳320相对于逆变器外壳310固定维持，从而执行加固再生制动电阻外壳320的固定状态的功能。

这样，即使在通过支架330连接逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320时，经由支架330的从再生制动电阻305到逆变器外壳310的热传递也比逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320互相直接接触时更有限，且可以通过用导热率低的材料来制作支架330来更好地抑制热传递。

在代替的实施例中，逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320之间的间隙也可以用隔热材料填充。这种隔热材料也可以以填充于上述支架330的内部的方式来实施。这样，将隔热材料作为一种隔热墙设置于逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320之间，从而可以防止以下情形，即从再生制动电阻305产生的热经过逆变器外壳310传递至逆变器301而激活对不耐高温的配件逆变器301的保护功能来停止起重机的情形。

除上述的逆变器外壳310与再生制动电阻外壳320之间的隔离所带来的效果之外，本发明还可以达到除此之外的有利效果，而这起因于包括逆变器外壳310内部的逆变器301的多个电器/电子构成要素的配置关系。

除逆变器301之外，逆变器外壳310还进一步容纳接口302、接线板304以及变压器303。此外，还可以进一步地配置其他电子电器构成要素。

在电力控制部300的构成要素中，逆变器301不但是最高价的，而且还是最不耐热的配件。越是高频率运转起重机，逆变器301的温度就越会上升，为保护逆变器301，当升温到规定的切断温度值(例如，100℃)以上时，强行地终止运转。从而，不让逆变器301达到规定的切断温度对实现起重机的高频率运转是至关重要的。

为此，越是将电机的再生运转所产生的电能转换成热能的再生制动电阻305最大限度地从逆变器301热隔离，就越有利于实现起重机的高频率运转。

图4所示的实施例中，在逆变器外壳310内的收容状态下，逆变器301位于离再生制动电阻外壳320远的一端，逆变器301之外的其他电子/电器构成要素位于离所述再生制动电阻外壳320近的一端。与逆变器301相比，容纳于再生制动电阻外壳320内的逆变器301之外的其他电子电器构成要素，即：接口302，接线板304以及变压器303等，对高温的敏感度相对低一些。从而，在这些电子/电器构成要素中通常不实施通过感知温度而进行切断的控制，对逆变器外壳310内部的配置而言，即使配置在离收容作为热源的再生制动电阻305的再生制动电阻外壳320近的一端，也不会妨碍起重机的高频率运转。

另一方面，逆变器301之外的其他电子电器构成要素中，向逆变器301传达起重机操作人员指令的接口302是由无触点电子电器元件组成的，因此与变压器303或接线板304相比，接口302相对地更需要得到保护，以免受高温热源的影响。

因此，在所述逆变器外壳内的收容状态下，在所述其他电子/电器构成要素中，所述接口302位于离所述再生制动电阻外壳320相对远的一端，变压器303和接线板304相比于所述接口302位于近的一端。所述其他电子电器构成要素中，位于离所述再生制动电阻外壳320远的一端的所述接口302也要比所述逆变器301离所述再生制动电阻外壳320更近。这种电子/电器构成要素的配置关系保护电力控制部300构成配件免受再生制动电阻305产生的热的影响，因而有利于实现起重机的高频率运转率。

尽管上面已经结合附图对本发明的优选的一实施例进行了说明，但本发明所属的技术领域中的一般的技术人员可以理解本发明可以在不改变其技术思想或必需的特征的前提下以其他具体形态得以实施。因此，需要理解的是，上面描述的一实施例在所有方面仅是示例性的，而不是限定性的。

Claims (4)

1.一种起重机，包括：电机部(100)、减速器部(200)和电力控制部(300)，

所述起重机中，由电力控制部(300)供应的电源驱动电机部(100)，电机部(100)驱动减速器部(200)且与减速器部(200)连接，减速器部(200)升降吊有重量物的链条，

所述电力控制部(300)包括逆变器(301)，所述逆变器(301)用于向电机部(100)供电；以及再生制动电阻(305)，所述再生制动电阻( 305) 用于将电机部(100)的发电模式下产生的电转换成热能，

所述逆变器(301)和所述再生制动电阻(305)分别容纳在逆变器外壳(310)和再生制动电阻外壳(320)中，

所述逆变器外壳(310)和再生制动电阻外壳(320)固定于内部填充有润滑油的减速器部(200)的外壳的各自不同的外侧面上，

在固定于减速器部外壳的外侧面上的状态下，所述逆变器外壳(310)和再生制动电阻外壳(320)不直接接触，互相之间存在间隙，其特征在于，

所述逆变器外壳(310)和再生制动电阻外壳(320)与电机部(100)的外壳之间存在减速器部(200)从而与电机部(100)外壳隔离。

2.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，

所述逆变器外壳(310)中，除了逆变器(301)之外，还收容其他电子电器配件，

所述再生制动电阻外壳(320)只收容再生制动电阻(305)，

在所述逆变器外壳(310)内的收容状态下，所述逆变器(301)位于离所述再生制动电阻外壳(320)远的一端，所述其他电子电器配件位于离所述再生制动电阻外壳(320)近的一端。

3.根据权利要求2所述的起重机，其特征在于，

所述其他电子电器配件为接口(302)、变压器(303)和接线板(304)，

在所述逆变器外壳(310)内的收容状态下，所述其他电子电器配件中所述接口(302)位于离所述再生制动电阻外壳(320)相对远的一端，变压器(303)和接线板(304)相比于所述接口(302)位于近的一端。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的起重机，其特征在于，

在所述逆变器外壳(310)与再生制动电阻外壳(320)之间的间隙中设有支架(330)，

所述支架(330)的一侧固定于所述逆变器外壳(310)，另一侧固定于所述再生制动电阻外壳(320)。