CN2630220Y - 阻尼式自适应回转调速驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔式起重机上的阻尼式自适应回转调速驱动机构，它包括拖动电机和电磁联轴器，电磁联轴器电枢转子H形筒体的一侧凹腔中有电动激磁装置，在与电动激磁装置相对应的H形筒体另一侧凹腔中，有涡流阻尼激磁装置；电机与电磁联轴器之间为轴头联接。本实用新型由于具有电动激磁及涡流阻尼激磁两组装置，能够实现恒转矩闭环双向自适应无级调速，能够自动跟踪适应不同臂长的塔机，不同的吊重及变化的风载荷，实现最佳稳定调速，减少塔身结构回转扭曲变形，实现准确停车。电机与电动激磁装置、电枢转子采用轴头联接，实现机电一体化，防护能力强，体积小、重量轻，易于配套、维修。

Description

阻尼式自适应回转调速驱动机构

(一)技术领域

本实用新型属于工程机械技术领域，具体涉及塔式起重机上的回转调速机构。

(二)背景技术

目前塔式起重机回转调速机构的驱动系统主要有以下几种方式：

1、多速电机或绕线式电机驱动液力耦合器再驱动回转减速器。存在问题：惯性大、停车不准、加速性能差、只能用于小型塔机。

2、普通交流电动机通过皮带传动机构驱动电磁联轴器再驱动回转减速器。存在问题：布置不方便、占位宽、皮带损坏严重，直流测速机易损坏，维修不便。

3、RVC涡流力矩电机驱动回转减速器。存在问题：有级控制，停车不准，要求不同臂长的塔机分别变换调节电控电路，因此互换性和适应性差。

4、采用变频器调速系统驱动回转减速器。存在问题：无级调速，但由于变频电机无阻尼控制造成停车不准，适应性差。

上述四种方案均存在一些问题，不理想。在塔机行业存在共同的看法：回转驱动机构是一难题，目前还没有理想的解决方案。近几年变频技术有很好的应用开发，用于塔机的起升机构，小车变幅机构均成功，但用于回转驱动机构却不理想，其主要原因在于塔机回转运行过程中，大臂惯性、风速阻力、回转支承座及塔身弯曲形成的坡道阻力均是无规律的变化因素，驱动及控制系统都难以适应。

(三)发明内容

本实用新型的目的是提供一种可用于任何臂长的大、中、小各型塔机稳定调节的阻尼式自适应回转调速驱动机构。

本实用新型采用的技术方案是：阻尼式自适应回转调速驱动机构包括拖动电机和电磁联轴器，电磁联轴器的电枢转子H形筒体的一侧凹腔中有电动激磁装置，在与电动激磁装置相对应的H形筒体另一侧凹腔中，有涡流阻尼激磁装置；电机与电磁联轴器之间为轴头联接。

本实用新型由于具有电动激磁及涡流激磁阻尼两组装置，能够实现恒转矩闭环双向自适应无级调速，通过电子模块对电动激磁装置和涡阻尼激磁装置输出控制电流，该机构能够自动跟踪适应不同臂长的塔机，不同的吊重及变化的风载荷，实现最佳稳定调速，减少塔身结构回转扭曲变形，实现准确停车。电机与电动激磁装置、电枢转子采用轴头联接，实现机电一体化，防护能力强，体积小、重量轻，易于配套、维修。

(四)附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2本实用新型的机械结构图；

图3为控制电路原理图；

图4为电枢的结构示意图；

图5为电机轴头结构示意图。

(五)具体实施方式

本实用新型是由交流电动机驱动电磁联轴器再驱动回转减速器，电动机安装方式采用立式V1安装，法兰盘止口与机构的机座止口直接用螺栓联接，电动机1的输出轴端做特殊改动，做成台阶式缩径。电动机通过a部花键与电动激磁装置2内的花键套连接，输出旋转动力，b部光轴通过圆筒形悬浮轴承7支承住电枢转子4的转轴空心头，确保电枢转子4的同心度。电动激磁装置2主要由磁极、激磁绕组、空心转轴、滑环组成。电动激磁绕组经炭刷8供电，用于产生电动转矩。当电动机1旋转时，通过其花键轴9带动空心转轴使电动激磁装置2随同旋转。

图1中涡流阻尼激磁装置3由磁极、激磁绕组构成，通过螺栓固定在机构的壳体5上，在其激磁绕组中通入直流电流，在H形电枢筒体上产生涡流阻尼转矩，激磁功率的大小依设计而定。通常塔机不回转时阻尼激磁绕组中一直通入激磁电流，形成阻尼，使塔机不随风自由转动，当风过大时，则可顺风转动，保护钢结构不变形。电枢转子4主要由输出轴与H形空心筒体组成。电枢转子中，输出轴左端头C部中空，内置一圆柱形长筒轴承7，供电动机1的b部光轴头插入定位支承用。输出轴的右端头为渐开输出轴头，与被其驱动的减速器连接，在轴的Y部安装测速发电机6，用于闭环控制。

电动激磁装置2，设置于H形空心筒体的I部位，涡流阻尼激磁装置设置于II部位，它们之间均无机械联接，但通过H形空心导磁筒体所形成的磁场力实现传动力矩，并从输出轴输出。

本实用新型工作过程简述如下：

合上电源，电子控制模块向涡流阻尼激磁装置3输出电流，通过铁芯在空间形成一个固定的磁场，并对电枢转子4形成阻尼力矩。当操作人员发出向左或向右回转指令，交流电动机1直接启动并带动电动激磁装置2旋转，指令电位器K处于初始位置，电子控制模块只向涡流阻尼装置输出最大电流，电动激磁装置2的电流为0。此时电枢转子4不会转动，回转机构无驱动转矩，不能回转运行。

操作人员移动指令电位器K的位置，发出回转启动加速指令，电子控制模块向电动激磁装置2输出激磁电流，并形成旋转磁场，作用于电枢转子4，使其随之旋转，旋转速度与装置2的电流大小成正比，但加速度受制于涡流阻尼激磁装置3所产生的阻尼转矩。这是由于电子控制模块在向装置2增大输出电动激磁电流的同时减小了装置3的输出激磁电流，从而增大了电动转矩，减小了阻尼转矩，实现扭矩合成值增大稳步加速。当电位器移动到极限位置时，装置2的激磁电流最大，装置3的激磁电流为0，实现最高转速运转。

操作人员向减速方向移动指令电位器K时，电动激磁装置2的激磁电流减小，电动力矩减小，相反涡流阻尼激磁装置3的激磁电流增大，涡流阻尼力矩加大，逐步减速。当指令电位器K回到零位时电动机断电，电动激磁装置2的激磁电流上升为最大值，阻尼转矩最大，电枢转子停止运动回到初始状态。

当操作人员向相反方向操作时，通过控制电路使交流电动机1反向运转即可。

在上述调速过程中引入了永磁交流测速发电机6，通过电子控制模块对电动激磁装置2与涡流阻尼激磁装置3实闭环双向自适应自动控制调节。对于不同臂长的塔机，回转过程中变化的风阻力、塔身弯曲所产生的回转坡道阻力以及动态中突然打反车，本实用新型均能适应实现稳定调速。

Claims (2)

1、一种阻尼式自适应回转调速驱动机构，包括拖动电机(1)和电磁联轴器，电磁联轴器电枢转子(4)H形筒体的一侧凹腔中有电动激磁装置(2)，其特征是在与电动激磁装置(2)相对应的H形筒体另一侧凹腔中，有涡流阻尼激磁装置(3)；电机(1)与电磁联轴器之间为轴头联接。

2、根据权利要求1所述的阻尼式自适应回转调速驱动机构，其特征是电动机轴头与电磁联轴器中电枢转子的空心轴之间由悬浮轴承(7)支承。

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