DE1241076B - Verfahren zur Daempfung von Lastpendelungen an elektromotorisch fahr- oder schwenkbaren Hebezeugen mit an einem Lastseil haengender Last - Google Patents

Description

• Verfahren zur Dämpfung von Lastpendelungen an elektromotorisch fahr- oder schwenkbaren Hebezeugen mit an einem Lastseil hängender Last Die Beseiti ung oder zumindest Herabminderung 9 & C, des Pendelns der an fahrenden oder schwenkenden Hebezeugen an Lastseilen hängenden Lasten ist eine bisher trotz aller Bemühu * ngen noch nicht befriedi-Z, Crend gelöste Aufgabe. Es ist bereits bekannt, bei überschreiten eines gewissen Ausschlagwinkels des aus den Lastseilen und der Last aebildeten Pendels eine Korrekturbewegung einzuleiten, damit beim Ab- bremsen des fahrenden oder schwenkenden Hebezeuges die Last nicht zu weit ausschlägt und folglich zu lange pendelt. Bei diesen Einrichtungen wird die Antriebskraft des Fahrmotors bei Winkelausschlägen gegen die Fahrtrichtung in verminderndem und bei Winkelausschlägen in Fahrtrichtung in vergrößerndem Sinne beeinflußt. Diese bekannte Messung der Größe oder Winkelgeschwindigkeit des Lastpendelausschlages beim Stillsetzen des Hebezeu-es er-ibt für die vorkommenden unterschiedlichen Betriebsverhältnisse eine den Anforderun-en nicht voll entsprechende Dämpfung und kann nur als Behelf angesehen werden; die Aufgabe bedarf also einer besseren Lösung' Die Erfindun- beruht auf der Erkenntnis, daß m2hrere Einflüsse überlaaert werden müssen, um einen ruhigen Laui der Last während des gesamten Arbeitsspieles zu erreichen. Als Grundlage dient dabei eine Abstimmung der Motorcharakteristik auf die zu bewegenden Massen, also die Masse der Laufkatze, des Kranes, der Hebebrücke od. dgl. Die erforderliche Zuordnung wird entsprechend einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag dadurch hergestellt, daß ein Motor mit ständig fallender Drehr-nomenten-Drehzahl-Kennlinie verwendet wird.
• Durch diese Abstimmung zwischen Motorcharakteristik und den bewegten Massen wird zwar eine Dämpfung der Lastpendelung erreicht. Die Güte der Dämpfung ist jedoch abhängig vom Gewicht der anhän-enden Last und von der Pendellänae. Eine aperiodische Dämpfung der Lastpendelung kann für ieden Betriebszustand erst dann erreicht werden, wenn auch die Lastpendellänge und das Gewicht der Last berücksichtigt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die möglichst aperiodische Dämpfung der beim Anfahren entstandenen Lastpendelung ohne eine wesentliche Minderung der mittleren Beschleunigung mittels eines Verfahrens zu erzielen, bei dem das Gewicht der Last und die Veränderung des Lastpendels berücksichtigt werden.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei Anwendung des bekannten Verfahrens zur Dämpfung der Last-e pendelung, bei dem die Antriebskraft des Fahrmotors bei Winkelausschlägen des Lastpendels gegen die Fahrtrichtung in verminderndem und bei Winkelausschlägen in Fahrtrichtung in vergrößerndem Sinne beeinflußt wird, erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Einfluß des Winkelausschlages auf das Drehmoment bzw. auf die Antriebskraft des Fahrmotors mit wachsender Lastmasse zu verringern und außerdem das Drehmoment bzw. die Antriebskraft gleichsinnio, mit dem Quotienten aus Fahrmotordrehzahl und Quadratwurzel der Pendellänge sowie mit dem Produkt aus Pendellänge und Pendelgeschwindig eit zur Erzielung einer möglichst aperiodischen Dämpfung zu regeln.
• Durch die Einführung einer massenäquivalenten Konstanten wird das Gewicht der anhängenden Last berücksichtigt. Außerdem erfolgt die Regelung abhängig von der Winkelgeschwindigkeit des Lastpendels. Es wird folglich bei dieser Art der Regelung die Pendellänge und das Lastgewicht in bestimmten Relationen bzw. Gesetzmäßigkeiten berücksichtigt. Damit läßt sich eine für alle Betriebsfälle etwa gleiche Dämpfuno, insbesondere auch eine aperiodische Dämpfung &r beim Anfahren wie auch beim Abbremsen entstehenden Lastpendelung, erzielen. Vorzugsweise wird die Größe der Verminderung oder Erhöhung des Motordrehmomentes zwischen Nennlast am Haken und leerem Haken linear von Null ansteigend verändert.
• In der Zeichnung ist das Schaltschema eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt.
• Als Fahrmotor für ein Hebezeug, beispielsweise eine Laufkatze, ist ein mit gleichbleibendem Erreger-C strom I, = konstant erregter Gleichstrommotor M vorgesehen. Das Hebezeug trägt an einem Lastseil von der Pendellänge 1 eine Last mit der Lastmasse mL. Der Gleichstrommotor M wird über eine Einrichtung zur Dämpfung von Lastpendelungen gesteuert. Die Einrichtung zur Dämpfung von Lastpendelungen C el C weist drei Rechenblöcke 1, 3 und 4, einen Strom_ regler 2 und ein Stellglied zur Einstellung des Motorstromes I auf sowie eine Vorrichtung zur Einstellung eines Sollwertes I-"j, der mit einem Istwert lilt zusammenwirkt.
• Als Eingangsgrößen für die Einrichtung zur Dämpfung von Lastpendelungen werden die Lastmasse ML, der Winkelausschlag (p des Lastpendels, die Pendellänge 1, die Winkelgeschwindigkeit # des Lastpendels und die Drehzahl n des Gleichstrommotors M gemessen. Die von der Last abhängige Größe 'C" - n'L, in der k. eine das elektrisch äquivalente Lastgewicht darstellende einstellbare Größe oder Konstante ist, wird elektrisch im Rechenblock 1 mit dem Winkelausschlag (p multipliziert und noch multipliziert mit einem Verstärkungsfaktor k.. und schließlich dem Eingang des Stromreglers 2 zugeführt. In einem Rechenblock 3 wird die Drehzahl n des Gleichstrommotors M elektrisch durch die Quadratwurzel der Pendellänge 1 dividiert, mit einem Verstärkungsfaktor Ic. multipliziert und ebenfalls dem Eingang des Stromreglers 2 zugeführt. Als letztes wird der Winkelausschlag (p elektrisch differenziert und die so gewonnene Winkelgeschwindigkeit # in einem Rechenblock 4 mit der Pendellänge 1 und einem Verstärkunasfaktor k multipliziert und als dritte C 5 Größe dem Eingang des Stromreglers 2 zugeführt. Bei der gezeigten Schaltung wird durch den Verstärkungsfaktor k-4 die Neigung der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie des Motors beeinflußt, vorzugsweise so, daß der Tangeps des Steigungswinkels der Tangente an die aus der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie errechnete Antriebskraft-Geschwindiakeits-Kennlinie dividiert durch die Summe aller der Laufkatze oder dem Kran eigenen zu beschleunigenden Totmassen einen Wert zwischen -0,75 und -7,5 ergibt. Der Verstärkungsfaktor k., mit dem die Pendellänge 1 und die Winkelgeschwindigkeit # multipliziert werden, kann dann - bei fest eingestellten Verstärkunasfaktoren k-., bis k4 - so gewählt werden, daß für alle Lasten und alle Pendellängen eine etwa gleich starke, insbesondere aperiodische Dämpfung der Lastpendelung eintritt.
• Die insbesondere für Kran- oder Laufkatz-Fahrantriebe beschriebene erfindungsgemäße Dämpfung der Lastpendelung ist analog auch bei Antrieben zum Schwenken, Drehen oder Wippen von Auslegern od. doi. anwendbar, die frei hängende Lasten tragen.

Claims (2)

1. Patentanspräche: 1. Verfahren zur Dämpfung von Lastpendelungen an elektromotorisch fahr- oder schwenkbaren Hebezeugen mit an einem Lastseil hängender Last, wobei die Antriebskraft des Fahrmotors bei Winkelausschlägen des Lastpendels gegen die Fahrtrichtung in verminderndem und bei Winkelausschlägen in Fahrtrichtung in vergrößerndem Sinne beeinflußt wird, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, daß der Einfluß des Winkelausschlages auf das Drehmoment bzw. auf die Antriebskraft mit wachsender Lastmasse verringert wird und daß außerdem das Drehmoment bzw. die Antriebskraft gleichsinnig mit dem Quotienten aus Fahimotordrehzahl und Quadratwurzel der Pendellänge sowie mit dem Produkt aus Pendellänge und Pendelwinkelgeschwindigkeit zur Erzielung einer aperiodischen oder nahezu aperiodischen Dämpfung geregelt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Verminderung oder Erhöhung des Motordrehmoments zwischen Nennlast am Haken und leerem Haken linear von Null ansteigend verändert wird. 3. Einrichtun- zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromregler (2) vorgesehen ist, dem Rechenblöcke (1, 3, 4) zugeordnet sind, von denen einer (Rechenblock 1) eine von der Last abhängige Größe (k.,-inL) elektrisch mit dem Winkelausschlag (cp) der pendelnden Last multipliziert, ein zweiter Rechenblock (3) die Drehzahl (n) des Fahrmotors (M) elektrisch durch die Quadratwurzel der Pendellänge (1) dividiert und ein dritter Rechenblock (4) die Winkelgeschwindigkeit (#) mit der Pendellänge (1) multipliziert, wobei alle drei Größen in den Rechenblöcken (1, 3, 4) zugleich mit konstanten Verstärkungsfalktoren (k.. k49 k,5) multipliziert werden, die einstellbar sind. 4. Einrichtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den konstanten Verstärkungsfaktoren (Ic, bis k",) nur einer einstellbar ist, wogegen die übrigen Verstärkungsfaktoren unveränderbar sind. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Verstärkungsfaktor der Verstärkungsfaktor (k") für das Produkt aus Winkelgeschwindigkeit (#) mal Pendellänge (4 ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 947 108; USA.-Patentschriften Nr. 2 806 610, 2 916 162.