CN2251553Y - 塔式起重机的回转无级调速装置 - Google Patents

Abstract

一种塔式起重机的回转无级调速装置，涉及工程起重机械，适用于40tm以上各类塔机的回转控制。本实用新型采用调压、调速方式，配置专用电机，加入给定积分器(4)、PI调节器(5)、反号器(6)、绝对值变换器(7)、制动积分器(8)、触发器(9)和逻辑切换电路(10)，具有线路简单，结构紧凑，调速性能好，抗干扰能力强、成本低、调试维护方便等优点。

Description

塔式起重机的回转无级调速装置

本实用新型是一种塔式起重机的回转无级调速装置，适用于40t.m以上各类塔式起重机的回转控制中。

塔式起重机的起重臂很长，其惯性也大，在回转过程中，无论起动、停车或换速，均会对塔身产生较大的冲击扭矩；在停车过程中，若速度过高，会造成溜车距离过大，使停止就位不准；同时，回转的主要载荷是风阻力，因此回转过程中载荷是变化的，在无风、顺风或逆风状况下，载荷大小及载荷性质均不一样。因此，塔式起重机的回转控制要求其速度变化应是无级变速，起动过程平稳，不会对塔身产生有害的冲击扭矩，且在顺风状态下，能产生制动力矩，使起重臂能在所需的速度下运行。

带涡流制动器的绕线电动机只能有级变速，因此在起动或停止时均有一定的冲击；用绕线电机与液力耦合器配合进行回转变速，能减少起动时的冲击，但停止时滑转太大，塔机就位不准，而且顺风时不能产生制动力矩，只能“打反车”才能稳定塔机运行状态，给操作人员带来麻烦。

采用鼠笼电机与电磁连轴节配合能得到无级变速，在性能上满足了塔式起重机回转的要求，但电磁连轴节结构复杂，制造工艺要求高，维修保养困难，而且费用昂贵，在一般塔式起重机上很难推广应用。

本实用新型目的在于提供一种能克服上述不足的无级调速装置。它具有以下特点：

a.采用调压调速方式，配合专用电动机，实现无级调速，速比可达20∶1。且结构紧凑，控制线路简单。该专用电动机结构见附图1。它是由高阻鼠笼电动机[1]，盘式制动器[2]及直流测速发电机[3]同轴连接，构成一体。

b.在起动和制动过程中均加入了积分环节，使起、制动过程平稳，无冲击。

c.采用专用相位控制电路为触发器，使线路简单，抗干扰能力强。

d.采用电子逻辑电路与接触器触点组成逻辑切换电路来控制电动机的运行状态，使其可靠性更高，线路更为简单。

因此，本实用新型具有调速性能好，线路简单，抗干扰能力强，结构紧凑，成本低，调试维修方便等优点。

附图2为本装置的系统框图。图中：[4]为给定积分器[5]为PI调节器[6]为反号器，[7]为绝对值变换器，[8]为制动积分器，[9]为触发器，[10]为逻辑切换电路，RD-快速熔断器，SCR-晶闸管，ZC、FC-正反转接触器，M-高阻鼠笼电动机TG-直流测速发电机。

附图3为本装置的具体实施电路简图。

现结合附图简述如下：

速度给定信号Ug进入由运算放大器I₁和I₂组成的给定积分器[4]进行积分处理，调整C₁及R₁，R₂可以调整积分常效，该给定积分器的输出信号U₁与测速反馈信号U_n同时输入由运算放大器I₃与R₃、R₄、R₅及C₂组成的PI调节器[5]，以实现系统需要的动态调节性能。调节器[5]输出的信号分为三路：

一路进入反号器[6]，反号器是放大倍数为-1的运算放大器，将PI调节器的输出信号改变极性后再送到绝对值变换器[7]中去。

另一路与反号器[6]的输出信号U₃一起送入绝对值变换器[7]中去，绝对值变换器由二极管D₁、D₂组成，通过绝对值变换器后，其输出信号U₄始终为正信号。

第三路进入逻辑切换电路[10]。逻辑切换电路是由运算放大器I₆购成的迟滞型电压比较器和控制如图1的特殊电机正、反转的接触器ZC、FC的触点相配合组成。其作用是给定电机的转向与运行状态(电动状态或反接制动状态)，从而控制正向接触器ZC接通或反向接触器FC接通。

绝对值变换器[7]的输出信号U₄，输入到制动积分器[8]中，制动积分器由运算放大器I₅与R₁₀、C₄、D₃组成，其作用是当给定信号Ug突然变小时，能使U₅慢慢变化，使制动速度不要太快，这样可以减小制动时的冲击。

制动积分器[8]的输出信号U₅、输入到触发器[7]中进行移相控制。触发器的核心是相位控制集成电路块I7，型号为TC87A。在这块片子中，包括有同步过零和极性检测电路，锯齿波形成电路，锯齿波比较电路、抗干扰锁定电路及脉冲形成电路等，能输出六路双脉冲。G₂～G₇三极管组成脉冲驱动电路，通过T₂～T₇脉冲变压器分别去触发主回路六个反并联的晶闸管，根据移相控制电压U₅的大小，来确定这六个晶闸管的开通角大小，也就控制了输出电压的大小。

该系统是速度闭环系统，通过直流测速发电机[3]，来实现速度负反馈。速度负反馈有两个作用，其一是在负载变化引起速度变化时稳定速度；其二是顺风状况下，与逻辑切换电路[10]相配合，使电动机自动切换运行到反接制动状态，产生制动力矩，保持塔式起重机能在稳定的转速下回转。因此本实用新型具有线路简单，结构紧凑，成本低，抗干扰能力强，调试维修方便等优点。

Claims (6)

1.一种塔式起重机的回转无级调速装置，涉及工程建筑起重机械，本实用新型的特征是：

采用由高阻鼠笼电动机(即力矩电机)[1]、常开盘式制动器[2]和直流测速发电机[3]组成的特殊电机；具有由运算放大器I1和I2组成的给定积分器[4]；加入PI调节器[5]、逻辑切换电路[10]、反号器[6]、绝对值变换器[7]、制动积分器[8]和触发器[9]。

2.按权利要求1所述的调速装置，其特征在于反号器[6]是放大倍数为-1的运算放大器。

3.按权利要求2所述的调速装置，其特征在于绝对值变换器[7]为二极管D₁、D₂组成。

4.按权利要求3所述的调速装置，其特征在于制动积分器[8]由运算放大器I₅组成。

5.按权利要求4所述的调速装置，其特征在于触发器[9]为相位控制集成电路块TC787A。

6.按权利要求5所述的调速装置，其特征在于由运算放大器I₆组成的迟滞型电压比较器与正反向接触器ZC、FC触点组成的逻辑切换电路[10]。

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