CN204802901U - 塔机回转机构的无级调速控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及塔机控制技术，其公开了一种塔机回转机构的无级调速控制系统，解决现有技术中单独采用变频器控制电机频率、电压导致的回转机构停车冲击大、安全性低且不能准确就位的问题。该系统包括联动操作控制台、安全保护装置、变频器、变频电动机、回转机构、速度限制器；所述变频电机上设置有风标装置、涡流制动器、电磁制动器；所述联动操作控制台与安装保护装置、变频器、速度限制器电气连接；所述安全保护装置与变频器电气连接；所述变频器与电磁制动器、变频电机电气连接；所述速度限制器与涡流制动器电气连接；所述风标装置与电磁制动器电气连接；所述变频电动机驱动回转机构。本实用新型适用于塔机回转机构无级调速控制。

Description

塔机回转机构的无级调速控制系统

技术领域

本实用新型涉及塔机控制技术，具体涉及一种塔机回转机构的无级调速控制系统。

背景技术

塔机(即塔式起重机)是建筑施工中一种重要的起重运输机械，塔机的三大工作机构(起升机构、回转机构和变幅机构)的调速性能直接影响到塔机的工作效率、安全性和可靠性。

回转机构的控制在整个塔机的控制中属于复杂性和难度较高的部分，塔机的回转机构启动、制动频繁，回转时需要克服自重和吊重的惯性力矩，风阻力矩、摩擦力矩和其他阻力矩，其中风阻力矩和惯性力矩占有较大的比例。随着塔机起重臂被设计的越来越长，塔机所受的惯性力矩和风阻力矩均相应的增加，这样极易导致塔机的操控不稳定。

现有塔机回转机构的控制方式大致分为以下几种：1、线绕式电机加液力耦合器控制；2、(OMD)滑差电机控制；3、(RCV)力矩电机调压加涡流控制；4、变频控制。

现有技术中上述控制方式存在以下缺陷：(1)线绕式电机加液力耦合器控制，经常发生减速器输出轴扭断故障，严重影响此设备的正常运行，增加了维修成本和维修次数；(2)(OMD)滑差电机控制，电磁联轴发热严重、轴承易损、故障率高、皮带容易断并且换带难的缺点；(3)(RCV)力矩电机调压加涡流控制，力矩电机是利用降压减少电动力矩和涡流制动器相结合的方法进行减速、就位，效果一般，轻负载时速度偏高、就位困难；电器控制件容易损坏；(4)变频控制，变频器可以实现：电源缺相、电机缺相、电机过载、电机接地、电机过热、电机过载保护等功能，变频器完整的控制性能，运行过程中较好的加、减速性能，可以实现无冲击加、减速，实现塔式起重机回转机构平稳运行，实际运行过程中回转电机不会严重发热，很大程度上延长了电机的使用寿命与保养时间。但采用变频器控制时，由于臂架越长，惯性冲击越突出，导致整机扭摆冲击大，有抖动现象，使塔吊司机明显感觉停车不平稳，并且回转机构不能准确就位等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种塔机回转机构的无级调速控制系统，解决现有技术中单独采用变频器控制电机频率、电压导致的回转机构停车冲击大、安全性低且不能准确就位的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：塔机回转机构的无级调速控制系统，包括：

联动操作控制台、安全保护装置、变频器、变频电动机、回转机构、速度限制器；所述变频电机上设置有风标装置、涡流制动器、电磁制动器；所述联动操作控制台与安全保护装置、变频器、速度限制器电气连接；所述安全保护装置与变频器电气连接；所述变频器与电磁制动器、变频电机电气连接；所述速度限制器与涡流制动器电气连接；所述风标装置与电磁制动器电气连接；所述变频电动机驱动回转机构。

具体的，所述变频电机上还设置有离心冷却风机。

具体的，所述变频电机为三相鼠笼异步变频电动机。

具体的，所述安全保护装置包括左向限位器和右向限位器。

具体的，所述速度限制器为ESL-S1速度限制器。

本实用新型的有益效果是：基于本实用新型的控制系统，当启动回转机构时，变频器根据联动操作控制台模拟量电压控制信号调节电动机的输入频率、电压，同时速度限制器根据联动操作控制台模拟量电压控制信号调节涡流制动装置的输入电压，变频器和速度限制器调压设备配合调节回转机构的启动或停车速度；

因此，本申请方案中的回转机构的速度，主要由变频器对电动机输出的频率、电压和速度限制器调压设备来最终调节回转机构的回转运行速度，调速更加平滑，控制方式简单，回转机构控制系统的自适应性和稳定性大大提高，也降低了对机械的冲击、安全性高、增加了塔机的使用寿命，减少维修次数及维修成本，使操作人员更舒适，操作更准确，提高了工作效率。

附图说明

图1为实施例塔机回转机构的无级调速控制系统框图；

图2为回转机构的结构俯视图；

图3为图2的A向视图；

图中，1为变频电机、2为回转减速器、3为与回转齿圈啮合的主动齿轮、4为回转限位器；5为涡流制动器、6为离心冷却风机、7为电磁制动器、8为风标装置。

具体实施方式

本实用新型旨在提出一种塔机回转机构的无级调速控制系统，解决现有技术中单独采用变频器控制电机频率、电压导致的回转机构停车冲击大、安全性低且不能准确就位的问题。本实用新型中增设与联动操作控制台和涡流制动器电气相连的ESL-S1速度限制器，在控制塔机回转时，通过联动操作台的模拟量电压信号，分别给变频器和ESL-S1速度限制器，从而调节电动机的输入变频电压和涡流制动装置的输入电压；在电机低速运行时利用涡流制动器产生的磁场与电机产生的磁场方向相反产生制动力从而达到降速，此种电机的软制动方法，其优点是具有更软的减速制动性，塔式起重机在启动或停车时运行更平稳，就位更精确，提高安全性。

下面结合附图及实施例对本实用新型的方案作更进一步的描述：

实施例：

如图1所示，本例中的塔机回转机构的无级调速控制系统包括：联动操作控制台、安全保护装置、变频器、变频电动机、回转机构、ESL-S1速度限制器；所述变频电机上设置有风标装置、涡流制动器、电磁制动器；所述联动操作控制台与安全保护装置、变频器、ESL-S1速度限制器电气连接；所述安全保护装置与变频器电气连接；所述变频器与电磁制动器、变频电机电气连接；所述ESL-S1速度限制器与涡流制动器电气连接；所述风标装置与电磁制动器电气连接；所述变频电动机驱动回转机构。

在具体实现上，变频电动机可选用三相鼠笼异步变频电动机。该类型变频电动机具有启动转矩高、自适应性强、调速范围宽的特点，作为回转机构的驱动电动机具有较大的优势，尤其适合应用于塔机回转机构的大惯性控制系统中；

所述电磁制动器，用于对回转机构输出制动力矩；

涡流制动是在电机需要低速运行时采用的一种制动方式，利用涡流制动器产生的磁场与电机产生的磁场方向相反产生制动力从而达到降速，用于对电机的软制动场合，其优点是具有更软的减速制动性，塔式起重机在启动或停车时运行更平稳，就位更精确，提高安全性；

所述离心风机，用于电动机的散热；

所述变频器，用于根据所述模拟量电压调节电动机的输入频率和电压；及根据所述模拟量电压工作电压为DC10V调节电动机的输入电压为额定频率50Hz,额定电压380V；

所述风标装置为塔机回转停电后，打开回转电磁制动装置,为了保证塔机能随风转动避免风大倒塔。

所述ESL-S1速度限制器，用于根据所述模拟量电压调节电机涡流制动装置的输入电压，及根据所述模拟量电压工作电压为DC0～10V调节电机涡流制动装置的输入电压DC20～0V。

图2、图3展示了回转机构的结构示意图，如图2、图3所示，变频电机1输出轴经花键套与回转减速器2连接,减速器2输出轴的主动小齿轮与回转大齿3轮啮合,变频电机1的转矩驱动回转减速器2输出轴实现塔机回转运动；回转限位器4即安全保护装置，具备向左限位、向右限位功能；变频电机1上集成有涡流制动器5、离心冷却风机6、电磁制动器7、风标装置8；

上述系统的工作原理是：当操作人员在操作回转联动台左转或右转时，在回转限位器4正常情况下，联动台给变频器的方向信号指令，控制回转左转还是右转，变频器输出开闸指令将抱闸打开。通过联动操作台电位器根据操作台控制的角度大小，控制变频器模拟量电压和ESL-S1速度限制器的输出电压的大小，从而调节变频电机1的输入频率、电压和涡流制动装置的输入电压。当联动操作台给定电压为：DC0～10V时，而制动装置的涡流电压为DC：20～0V，而回转机构的运行的频率为0～50Hz。随着模拟量给定的增加，电机频率及电压逐步增加，而涡流逐步减少，电机速度逐渐提高。当速度为50Hz运行时，电机的输入为额定电压380V，涡流为0V的额定转速运行。回转机构在启动或停车时，解决现有技术中变频器的输出电压和涡流制动调节设备的输出电压之间的控制关系较难协调的技术问题，解决现有回转机构启停冲击大，运行不平稳，安全性低的问题。

因此，本实用新型通过使用回转机构速度限制ESL-S1装置，大大减小了以下现象的出现：1)在塔机上经常发生的启动严重不平稳，对塔机冲击较大的现象；2)在停车时塔身扭动严重，有抖动的现象；3)运行不平稳、回转机构不能准确就位的现象。

塔式起重机回转机构速度限制ESL-S1装置对提高作业的安全性、舒适性和提高生产效率，对回转机构启停及运行平稳、降低对机械的冲击、增加了塔机的使用寿命，减少维修次数及维修成本，都有着极其重要的作用。

且本实用新型中回转机构的ESL-S1速度限制器控制系统可以应用于各种具有回转机构的工程机械，例如塔式起重机、轮式起重机等。

Claims (5)

1.塔机回转机构的无级调速控制系统，其特征在于，包括：

联动操作控制台、安全保护装置、变频器、变频电动机、回转机构、速度限制器；所述变频电机上设置有风标装置、涡流制动器、电磁制动器；所述联动操作控制台与安全保护装置、变频器、速度限制器电气连接；所述安全保护装置与变频器电气连接；所述变频器与电磁制动器、变频电机电气连接；所述速度限制器与涡流制动器电气连接；所述风标装置与电磁制动器电气连接；所述变频电动机驱动回转机构。

2.如权利要求1所述的塔机回转机构的无级调速控制系统，其特征在于，所述变频电机上还设置有离心冷却风机。

3.如权利要求1所述的塔机回转机构的无级调速控制系统，其特征在于，所述变频电机为三相鼠笼异步变频电动机。

4.如权利要求1所述的塔机回转机构的无级调速控制系统，其特征在于，所述安全保护装置包括左向限位器和右向限位器。

5.如权利要求1所述的塔机回转机构的无级调速控制系统，其特征在于，所述速度限制器为ESL-S1速度限制器。