CN206489757U - 一种桥式起重机电控系统实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桥式起重机电控系统实训平台，属于桥式起重机技术领域，包括主令控制器、电控柜、电动机、加载装置和变压器柜，其中变压器柜电性输出连接有电控柜，电控柜电性输出分别连接有电动机和加载装置；主令控制器主令信号输出经电控柜分别传输给电动机和加载装置；电动机通过联轴器与加载装置相连；电动机设置为绕线式异步电动机，包括有定子和转子；电控柜包括有调压调速控制器，用于改变定子绕组的定子电压和/或串入转子绕组的分级电阻的大小来改变电动机转矩和/或转速的机械特性。本实训平台能满足技术人员的培训和考试需求，具有使用方便，通用性高的优点，还能对备件进行四预和修复检查，以及对改造方案进行可行性验证。

Description

一种桥式起重机电控系统实训平台

技术领域

本发明属于桥式起重机技术领域，涉及一种桥式起重机电控系统实训平台。

背景技术

现有技术中，桥式起重机的电控系统主要包括控制大小车行走和主副钩升降的调压调速控制系统。桥式起重机的操作工人及设备维护工人的培训和考试都是在真实的桥式起重机上，不仅由于参训职工技术技能水平参差不齐，在远离地面的桥式起重机上培训伴随有很多的安全风险因素，还介于桥式起重机要参加生产，使其培训时间不固定，且培训地点也要随生产情况而改变。此外，桥式起重机上所用电控系统的新备件及修复件都需要四预，以及针对桥式起重机电控系统的一些改造性方案的可行性检验都需要一个平台。综合以上需求及桥式起重机电控系统的实际情况，设计出本实用新型的一种桥式起重机电控系统实训平台。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种离线、安全、真实有效的桥式起重机电控系统实训平台，能满足现在技术人员的培训和考试需求，具有使用方便，通用性高的优点，还能对备件进行四预和修复检查，以及对改造方案进行可行性验证。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种桥式起重机电控系统实训平台，包括主令控制器、电控柜、电动机、加载装置和变压器柜，其中变压器柜电性输出连接有电控柜，电控柜电性输出分别连接有电动机和加载装置；主令控制器主令信号输出经电控柜分别传输给电动机和加载装置；电动机通过联轴器与加载装置相连；电动机设置为绕线式异步电动机，包括有定子和转子；电控柜包括有调压调速控制器，用于改变定子绕组的定子电压和/或串入转子绕组的分级电阻的大小来改变电动机转矩和/或转速的机械特性。

进一步，所述加载装置为模拟负载的力矩电机。

进一步，所述电动机和力矩电机间设有减速器，所述减速器的高速端接电动机，其低速端接力矩电机。

进一步，所述电控柜还包括有用于短接分级电阻中的两段加速电阻的加速接触器，用于使电动机平稳加速至全速，两个所述加速接触器分别在25HZ(50％速度)和12.5HZ(75％速度)时动作。

进一步，所述实训平台还包括用于电动机紧急制动的制动器，所述制动器安装在电动机转子前端，并与电控柜电性连接；所述制动器为摩擦式制动器。

进一步，所述实训平台还包括用于检测电动机失速的超速开关，所述超速开关安装在电动机转子后端，并与电控柜电性连接。

进一步，所述实训平台还包括用于模拟起重机大小车行走和主副钩升降的画面显示器，所述电控柜还包括用于将电动机运行的模拟数据传输给画面显示器显示的信号转换器。

进一步，所述画面显示器通过人机界面模块与主令控制器连接。

进一步，所述画面显示器为触摸屏显示器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实训平台实现了桥式起重机主副钩升降和大小车行走的起/制动和调速的实训科目。该平台应用于职工培训和考试可令其安全的快速的掌握桥式起重机的设备功能性能，正确的分析及解决问题的能力，养成正确的操作习惯，达到缩短训练时间、提高训练效率的目的；该平台还可用于桥式起重机电控设备备件四预，以及桥式起重机改造方案的可行性试验用，使其在生产中可降低诸多隐性成本，获得可观的经济效益。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型实训平台的原理图；

附图标记：1-主令控制器；2-电控柜，21-调压调速控制器，22-加速接触器，23-信号转换器；3-电动机；4-加载装置；5-变压器柜；6-加速接触器；7-制动器；8-超速开关；9-画面显示器。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种桥式起重机电控系统实训平台，该实训平台将主令控制器1、电控柜2、电动机3、加载装置4和变压器柜5集合在一主机台(未画出)上，其中变压器柜5电性输出连接有电控柜2，电控柜2电性输出分别连接有电动机3和加载装置4；主令控制器1主令信号输出经电控柜2分别传输给电动机3和加载装置4；电动机3通过联轴器(未画出)与加载装置4相连；电动机3设置为绕线式异步电动机，包括有定子和转子；电控柜2包括有调压调速控制器21，用于改变定子绕组的定子电压和/或串入转子绕组的分级电阻的大小来改变电动机转矩和/或转速的机械特性。

本实用新型通过调压调速控制器21把两种传统的调速方式有机地结合起来用于控制绕线式异步电动机，即通过控制电动机定子绕组来控制电动机定子电压和改变电动机窜入转子绕组的分级电阻的大小来改变电动机转矩/转速的机械特性。两种调速方式的结合产生了非常好的控制效果，且两种方式的优点都得到了充分的发挥。通过改变加载装置提供不同的负载给电动机，从而实现模拟电动机不同载荷下的工作状态。该实训平台通过对主令控制器的操作即可模拟实现桥式起重机主副钩升降和大小车行走的电控系统的起/制动和调速实训、考试科目，还可以通过对变压器柜5、电控柜2或其他电气元器件设置故障，以检测电动机3是否工作来排除故障问题等电控系统的检修科目。

此外，上述的绕线式电动机在转子绕组中串接分级电阻的起动方法，在电动机起动过程中，由于逐级减少电阻，使电阻的变化较大，致使电动机的电流及转距有突变的过程，产生一定的机械冲击力，同时串接分级电阻的控制线路复杂，使用的电器元件多，且起动电阻的体积也很大。因而，还有一替代方案，即采用频敏变阻器来替换分级电阻，将频敏变阻器串接在转子回路中，相当于转子绕组接入一个铁损很大的电器。由于频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的下降而自动减小，所以它是绕线式异步电动机较为理想的一种起动装置。

本实施例中，所述加载装置4为模拟负载的力矩电机，不仅可为电动机提供不同的加载力矩，还可实现静态自动加载、恒力矩加载的功能；所述电动机3和力矩电机间设有减速器(未画出)，所述减速器的高速端接电动机3，其低速端接力矩电机，减速器的减速比根据具体电动机的型号作出相应的匹配，以实现负载对转速和转矩的要求。

本实施例中，所述电控柜2还包括有用于短接分级电阻中的两段加速电阻的加速接触器22，用于使电动机3平稳加速至全速，两个所述加速接触器22分别在25HZ(50％速度)和12.5HZ(75％速度)时动作。具体的，工作时，当主令控制器主令信号置于全速档时，两个加速接触器6分别在25HZ(50％速度)和12.5HZ(75％速度)时动作，分别将两段加速分级电阻短接，以平稳加速至全速。加速过程中切换时的峰值电流限制在满载电流的两倍以内。当主令控制器主令信号从全速档回到其他档时，两个加速接触器6立刻释放，将所有分级电阻串接回转子回路。

本实施例中，所述实训平台还包括用于电动机3紧急制动的制动器6，所述制动器6安装在电动机3转子前端，并与电控柜2电性连接；所述制动器6为摩擦式制动器，如盘式制动器、外抱块式制动器或带式制动器。优选的，制动器7为盘式制动器。

本实施例中，所述实训平台还包括用于检测电动机3失速的超速开关7，所述超速开关7安装在电动机3转子后端，并与电控柜2电性连接，用于防止电动机4超速。

本实施例中，所述实训平台还包括用于模拟起重机大小车行走和主副钩升降的画面显示器8，所述电控柜2还包括用于将电动机3运行的模拟数据传输给画面显示器8显示的信号转换器23。这样，通过信号转换器将当前电动机3运行情况通过画面显示器8模拟出桥式起重机主副钩升降和大小车行走的动态画面，便于培训人员直观了解桥式起重机的具体的工作。

本实施例中，所述画面显示器8通过人机界面模块与主令控制器连接，所述画面显示器8为触摸屏显示器。这样，培训人员不仅可直观的达到实训，还能直接在画面显示器上进行操作。

此外，主机台上还可设置有签到器(未画出)、计时器(未画出)、警报器(未画出)等，该签到器为指纹识别器，由于起重机属于特种设备，对于其操作要求高，鉴于其学习的特殊性和重要性，该实训平台的签到单元能自动记录学员培训科目和培训时间，以确认每个学员是否完成既定的培训课程，这样可以最大程度上避免学习过程、学习时间弄虚作假。所述签到器和计时器的数据传送至画面显示器中存储，并与学员或教员在画面显示器中实时查询学员的学习进度和状态。所述警报器的触发源为签到器、计时器、主令控制器、电控柜、变压器柜、电动机、加载装置、制动器和超速开关。一旦有人签到实施培训，该警报器就会显示；或者计时器计算培训人员培训超时、未达时间或考试时间结束，该警报器作出相应警示指示；或者一旦主令控制器、电控柜、变压器柜、电动机、加载装置、制动器和超速开关出现有误，则均会触发警报器发出警报。所述警报器为不同颜色的警示灯组。

现根据本实用新型实训平台，介绍下几种实训科目的具体运行方式：

1、电路故障排除

可对变压器柜、电控柜上的电器\仪表或相应回路设置故障，以使电动机或加载装置不能正常工作，从而让学员实施检查、排除故障的实训科目。

2、设备故障排除

可对电动机、加载装置、制动器、超速开关等设备设置故障，以使电动机不能正常工作，从而让学员实施检查、排除故障的实训科目。

3、重载起升实训

当主令控制器主令信号为上升某一档位时，电控柜控制电动机和加载装置通电，随后制动器打开，电动机启动并受加载装置提供负载，通过调压控制器控制电动机定子电压和转子电阻，实现桥式起重机主钩或副钩起升。当主令控制器主令信号置于全速档时，加速接触器使电动机平稳加速至全速。如果主令控制器主令信号从全速档退回慢速档，两个加速接触器立刻释放，将所有电阻串接回转子回路，电动机转速迅速降低，自动稳定在所给定的速度上。主令控制器主令信号回零时，电动机迅速减速到零，当速度接近零时，制动器动作，然后电机断电。

4、轻载起升实训

轻载起升时，加载装置不工作，其加速运行和重载时相同，而减速和制动时有所不同。即当主令控制器主令信号从全速档退回慢速档，如果电动机在一定时间内没有明显的减速，则会触发反接，电动机输出反向(下降)转矩，从而迅速减速，当速度接近给定值时，自动退出反接，电动机稳定在给定速度上运行。主令控制器主令信号回零时，视电动机的减速快慢，决定是否输出反向(下降)转矩制动，当速度接近零时，制动器动作。

5、轻载下降实训

当主令控制器主令信号为下降调速档时，电控柜控制电动机通电，加载装置不工作，随后制动器打开，此时电动机输出正向(上升)转矩，但如果负载极轻，如空钩，则电动机不动或下降速度极慢，调压调速控制器判定负载过轻，则电动机反向(下降)转矩运行，实现桥式起重机主钩或副钩下降。当速度超过给定值时，超速开关导通，调压调速控制器控制制动器导通，电动机制动。当主令控制器主令信号置于下降全速档时，正向(上升)转矩关断，反向(下降)转矩导通，即使轻载，也能全速下降。

6、重载下降实训

当主令控制器主令信号为下降调速档时，电控柜控制电动机和加载装置通电，随后制动器打开，此时电机输出正向(上升)转矩，负载克服正向(上升)转矩，按给定的速度下降。当主令控制器主令信号为全速下降时，正向(上升)转矩关断，反向(下降)转矩导通，电动机全速下降。若从全速下降回到慢速档，则反向(下降)转矩关断，正向(上升)转矩导通，在正向(上升)转矩作用下，电机迅速减速。不管在何种下降速度，一旦主令控制器主令信号回到零位时，电动机速度迅速减小，电动机速度接近零时，制动器制动，最后电机断电。如果在规定时间内没有输出制动命令，则调压调速控制器强制停机保护。

7、平移运行实训

主令控制器主令信号在左移位置，调压调速控制器正向导通，电动机以主令控制器主令信号所给定的速度向左运行；主令控制器主令信号在右移位置，调压调速控制器反向导通，电动机以主令控制器主令信号所给定的速度向右运行。在任何状态下，主令控制器主令信号回零，调压调速控制器先以反向转矩进行电制动，速度接近零时，制动器机械制动。调压调速控制器运行在某档速度，而主令控制器主令信号置反方向档位，调压调速控制器立即以反向转矩进行减速，速度过零后，再加速至该档速度。

总的来说，本实用新型可将复杂的整体桥式起重机系统简化为简单的，适于培训、教学和考试一体式实训平台，该平台应用于职工培训和考试可令其安全的快速的掌握桥式起重机的设备功能性能，正确的分析及解决问题的能力，养成正确的操作习惯，达到缩短训练时间、提高训练效率的目的；该平台还可用于桥式起重机电控设备备件四预，以及桥式起重机改造方案的可行性试验用，使其在生产中可降低诸多隐性成本，获得可观的经济效益。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：包括主令控制器、电控柜、电动机、加载装置和变压器柜，其中变压器柜电性输出连接有电控柜，电控柜电性输出分别连接有电动机和加载装置；主令控制器主令信号输出经电控柜分别传输给电动机和加载装置；电动机通过联轴器与加载装置相连；电动机设置为绕线式异步电动机，包括有定子和转子；电控柜包括有调压调速控制器，用于改变定子绕组的定子电压和/或串入转子绕组的分级电阻的大小来改变电动机转矩和/或转速的机械特性。

2.根据权利要求1所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述加载装置为模拟负载的力矩电机。

3.根据权利要求2所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述电动机和力矩电机间设有减速器，所述减速器的高速端接电动机，其低速端接力矩电机。

4.根据权利要求1所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述电控柜还包括有用于短接分级电阻中的两段加速电阻的加速接触器，用于使电动机平稳加速至全速，两个所述加速接触器分别在25HZ和12.5HZ时动作。

5.根据权利要求1所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述实训平台还包括用于电动机紧急制动的制动器，所述制动器安装在电动机转子前端，并与电控柜电性连接；所述制动器为摩擦式制动器。

6.根据权利要求1所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述实训平台还包括用于检测电动机失速的超速开关，所述超速开关安装在电动机转子后端，并与电控柜电性连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述实训平台还包括用于模拟起重机大小车行走和主副钩升降的画面显示器，所述电控柜还包括将电动机运行的模拟数据传输给画面显示器显示的信号转换器。

8.根据权利要求7所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述画面显示器通过人机界面模块与主令控制器连接。

9.根据权利要求8所述的桥式起重机电控系统实训平台，其特征在于：所述画面显示器为触摸屏显示器。