SE441029B - Sett och anordning att forhindra overbelastning av svaga elnet som forsorjer hydrauldrifter - Google Patents

Description

15 20 25 30 8202486-0 . med fast deplacement. Pumparna kan antingen drivas av en gemensam elmotor eller av var sin elmotor. En förare påverkar vid krandriften ett servodon för omställning av pumpens deplacement genom att variera trycket i en hy- draulisk styrkrets. Pumpdeplacementet är i regel proportionellt mot trycket i styrkretsen.

Den effekt som krävs för att exempelvis lyfta en viss last med en viss hastighet är direkt proportionell mot produkten av lastens vikt och lyft- hastigheten. I ett hydrauliskt lyftmaskineri råder direkt proportionalitet mellan å ena sidan lastens vikt och trycket hos tryckmediet och å andra sidan lyfthastigheten och pumpflödet. Effekten är direkt proportionell mot pumpflödet vid konstant lastvikt.

Uppfinningen kännetecknas av att det finnes mätorgan som kontinuerligt mäter den av minst en elmotor upptagna effekten och styrorgan med utrustning för mottagning av och jämförelse av en signal från mätorganet med ett börvärde för maximal tillåten upptagen effekt. I en hydraulisk styrkrets för be- stämning av en hydraulpumps kapacitet finnes en tryckbegränsande ventil som är ansluten till det nämnda styrorganet. Vid överskridet tillåtet effekt- uttag ges en signal till denna ventil så att trycket i styrkretsen begränsas varvid ett servodon begränsar en hydraulisk pumps deplacement. Härigenom K förhindras att en kranförare kan ge en för elnätet otillåten belastning.

Några utföringsformer av uppfinningen beskrivs nedan med hänvisning till bifogade ritning med fragmentariska figurer, där Fig 1 visar ett enlinjediagram för en första utföringsform för effektbegräns- ning, vid exv en lyftkran, enligt uppfinningen.

Fig 2 visar ett enlinjediagram för en andra utföringsform för effektbegräns- ning, vid flera sammatade lyftkranar (exemplet visar två lyftkranar) enligt uppfinningen.

Fig å visar en första dellösning av första utföringsformen.

Fig R visar en andra dellösning av första utföringsformen.

Fig 5 visar en första dellösning av andra utföringsformen.

Fig 6 visar en tredje dellösning av första utföringsformen. 10 20 25 30 35 - 3202486-o_ Fig 7 visar en andra dellösning av andra utföringsformen.

I fig 1 har för att åskådliggöra uppfinningen på effektbegränsningsanord- ningen medtagits den principiella uppbyggnaden av det hydrauliska systemet med dess huvuddrivenheter i en svängbar däckskran (ej visad) med vippbar kranarm. En elmotor 10 matas från en växelströmskälla 11 och startas med hjälp av en Y/D-omkopplare 12. Elmotorn 10 driver via en kuggväxelenhet 13 ett antal hydraulpumpar 14, 15, 16 och 17 för hissning av last, toppning av kranarm, vridrörelse respektive styrtryck. De tre förstnämnda pumparna 14, 15, och 16 som är försedda med serovenheter 14.1, 15.1 respektive 16.1, är via hydrauliska operatíonsenheter 18, 19 respektive 20 hydrauliskt an- slutna till var sin hydraulmotorr21, 22 respektive 23. Dessa hydrauliska motorer 21, 22, 23 är sedan på konventionellt sätt bromsbara med hjälp av bromsar 24, 25 respektive 26 kopplade till bromscylindrar 27, 28 respektive 29.

Hydraulpumparna 14, 15, 16 och 17 samt hydraulmotorerna 21, 22 och 23 är via rör 30, 31 dränerade till tank 32.

Hydraulpumpen 17, för reglering av hydraulpumparnas 14, 15 och 16 flöde och därmed hydraulmotorernas 21, 22 respektive 23 hastigheter, är kopp- lad via tre olika hydrauliska styrenheter varav dock endast en sådan, be- tecknad 33, visas, vilken är avsedd för hydraulpumpen 14 för lastkretsen.

Nämnda styrenhet 33 är hydrauliskt, via styrtrycksrörledningar 34.ooh 35, ansluten till en fjärrstyrningscylinder 36 som via ett hävarmssystem 37 är kopplad till servot 14.1 på hydraulpumpen 14 för hissningsrörelsen. Orsaken till att endast en styrenhets 33 inkoppling visas är att effektbegränsningen inriktas på den hydrauldel som kräver den största effekten och åsamkar de kraftigaste effekttopparna, nämligen hydrauldelen för hissningsrörelsen med hydraulpump 14 och hydraulmotor 21. Det ingår dock i uppfinningens omfång att även effektbegränsning för toppnings- och/eller vridningsrörelsen för kranen på likartat sätt kan ordnas.

För att ernå effektbegränsningen avkännes med hjälp av en mottagare/givare 38, via elledning 39 effekten på inkommande kabel 40 till elmotorn 10. Effek- ten kan i allmänhet bestämmas med tillräcklig noggrannhet genom att mäta strömmen. Den signal som därvid erhålles omvandlas i mottagaren/givaren 18 och överföres via elledning 41 till en elektrisk styrenhet 42 där signalen ånyo omvandlas för att anpassas till styrningen, via elledning 43, av en elektriskt styrd tryckregleringsventil 44. Denna tryckregleringsventil 44 a' 10 15 20 25 30 35 .n 8202486-0 . är hydrauliskt, via backventiler H5 och 56, förbunden med styrtrycksrörled- ningarna 34 och 35 varigenom vid ändrad elsignal till tryckregleringsventilen RH styrtrycket kan sänkas genom dränering till tank 32. Backventilerna 45 och 46 är till för att förhindra felaktiga strömningsriktningar. I de flesta fallen erfordras endast styrtryckssänkning när lasten nissas, dvs när ena delen 36.1 på fjärrstyrningscylindern 36 utnyttjas och därvid kan backventi- len H6 och dess anslutning till styrtrycksrörledníngen 35 för andra delen 36.2 på fjärrstyrningscylindern 36, som användes vid firning, utgå. Genom att utnyttja nämnda trycksänkningsmöjlighet behöver en icke alltför stor motor väljas för att klara extrema belastningstoppar. I stället blir kpanens prestationsförmåga i de extrema fallen något begränsad. För att icke erhålla hastighetssänkning vid mycket transienta förlopp eller för att undvika frek- venta tryckândringar är det lämpligt att använda ett tidrelä H7 som fördröjer den regleringssignal som inkommer från mottagaren/givaren 38. .

Fig 2 åskådliggör den principiella uppbyggnaden för en andra utföringsform av uppfinningen, nämligen när två däckskranar (ej visade) samarbetar i s k tvillingkoppling för lyftning av en last. Komponenterna för andra kranen, exkl nr 11, 38, 39, H0 och 41, är numrerade som för första kranen, dock med tillägg av primtecken.

Däckskranarna matas gemensamt av ett dieselaggregat 50 bestående av diesel- motor H8 som driver en generator H9. Generatorn H9 matar, via kabel 51, buvudbrytare 52, elledningar 53 och 533, Y/D-omkopplare 12 och 12' respekt- ive däckskrans elmotor 10 respektive 10'. Effektbegränsningen är principifl ellt uppbyggd som i första utföringsformen, dock avkänner mottagaren/givaren, nu betecknad SM, (ia elledning 55 en variabel elektrisk storhet i utgående kabel 51 från generatorn 49. Den i mottagaren/givaren SH omvandlade signalen överföres sedan via elledningarna 56 och 56' till respektive däckskrans el- ektriska styrenhet H2 respektive 42'. Arbetssättet blir sedan som i första utföringsformen. Om så erfordras kan olika styrvärden dirigeras till tryck- regleringsventilerna M4, H4' för att ernå effektbegränsningen. Hydraulmotor_ erna 21 och 21' för hissningsrörelsen kan nämligen ha olika storlek beroende på däckskranarnas kapacitet och därför kan exv endast ena hydraulmotorn 21 behöva reducerad hastighet. Systemet är lämpligt vid klent dieselaggregat 50 eller svagt elnät.

För tre eller fler samverkande däckskranar kan systemet uppbyggas analogt med vad som visas för två däckskranar enligt fig 2. 10 20 25 30 35 s2o24s6fo Fig 3, som visar en första dellösning av första utföringsformen, anger en metod för avkänningen för att ernå effektbegränsningen vid en dâckskran.

Mottagaren/givaren,son1nu utgöres av ett enkelt överströmsreläoch betecknas 57, avkänner belastningsströmmen i ena.fasen (R) i kabel Ä0 till elmotorn 10.

När överströmsreläet 57 på grund av för hög belastningsström går till sluts kontakten 57a och tidigare nämnt tidrelä 47 inkopplas och efter på detta in- ställd tid inkopplas genom kontakt U7a ett i elektriska styrenheten, nu be- tecknad 58, ingående seriemotstând 59 i matningskretsen till tryckreglerings- ventilen HH varvid denna genom ändrad elsignal dränerar mot tank 32 och re- ducerar det hydrauliska styrtrycket i styrtrycksrörledningarna 34 alt 35 via backventilerna 45 resp 46. I elkretsen mot tryckregleringsventilen 44 ingår även ett förkopplingsmotstånd 60 För grundinställning av tryckreglerings- ventilen 44.

Fig Ä, som visar en andra dellösning av första utföringsformen, åskådliggör till skillnad från fig 3 den enklaste inkopplingen för att få effektbe- gränsning vid en däckskran. Tidreläet H7 är således eliminerat och mottag- aren/givarens, dvs överströmsreläets 57 kontakt 57b utför utan mellanled inkoppling av seriemotstândet 59 i matningskretsen till tryckreglerings- ventilen ÄÄ,'varvid denna genom ändrad elsignal dränerar mot tank 32 och reducerar det hydrauliska styrtrycket i styrtrycksrörledningar 34 alt 35 via backventilerna H5 resp H6. I övrigt som för fig 3.

Fig 5, som visar en första dellösning av andra utföringsformen, anger en enkel avkänning för att ernå effektbegränsningen vid två däckskranar. Lik- värdiga komponenter i andra kranen är betecknande med primtecken i förhåll- ande till första kranen. Mottagaren/givaren,nu betecknad 61,inkluderar en strömtransformator 62 inkopplad i ena fasen (R) i kabel 51 från generatorn H9 i dieselaggregatet 50 och där strömtransformatorns 62 sekundärlindning är kopplad till spolen på ett överströmsrelä 63. Vid en viss belastnings- ström i R-fasen inställd på överströmsreläet 63 sluts kontakterna 63a och 63b och kopplar in tidreläerna H7 teh H7' som efter inställd tid genom kontakterna ü7a resp H7a' inkopplar seriemotstånden 59 och 59' i elektriska styrenheterna 58 resp 58' med dess ingående seriemotstând 60 resp 60' för första respektive andra däckskranen varvid analogt med fig 3 tryckreglerings- ventilerna Mä och UH' genom ändrad elsignal dränerar mot tank 32 resp 32' och reducerar det hydrauliska styrtrycket i styrtrycksrörledningarna 3% och 34' alt 35 och 35' via backventilerna 45 och M5' resp H6 och H6'.

Fig 6, som visar en tredje dellösning av första utföringsformen, anger starkt 10 15 20 25 30 35 8202486-0 förenklat principen för en reglerad tryckbegränsning. Mottagaren/givaren,nu betecknad 6Ä inkluderar en strömtransformator 62 inkopplad-i ena fasen R i kabel H0 till elmotorn 10 där en strömtransformators 62 sekundärlindning är kopplad till en signalomvandlare 65. Denna signalomvandlare 65 är kopplad till tidigare nämnt tidrelä H7 med hjälpkontakt Ä7a och via förkopplings- mottstånd 60 i elektriska styrenheten, nu betecknad 66, till tryckreglerings- ventilen HH. Signalomvandlaren 65 erhåller hjälplikspänning i elledningarna 67, 68 från elektriska styrenheten 66. Genom att tryckregleringsventilen ÄH är inkopplad på detta sätt och att signalomvandlaren 65 är uppbyggd för kontinuerlig avkänning av strömmen i R-fas kan signalomvandlaren 65 konti- nuerligt avge reglervärden till tryckregleringsventilen ÄH så att denna dränerar till tank 32 och så att en i förhållande till strömförändringen variabel tryckreduktion genom tryckregleringsventilen ÄH erhålles. Detta ger den fördelen att lämpliga styrtryelc ernås i styrtrycksrörledningen 3ü alt 35 via backventiler H5 resp H6 och därigenom elimineras eventuella momentana icke önskvärda plötsliga omställningar av kranens hisshastighet.

Tidrelät H7 är icke erforderligt men kan i vissa fall vara lämpligt att ut- nyttja om viss tidsförskjutning av styrsignalen till tryckregleringsventilen HH önskas.

Fig 7, som visar en andra dellösning av andra utförinsformen, anger starkt förenklat principen för en reglerad tryckbegränsning där två däckskranars utrustning matas från ett dieselaggregat 50, eller svagt elnät, som har be- gränsad effekt och där hänsyn även tas till den eventuella bakeffekt som kan uppstå vid firning av tung last och där hydraulmotorerna 21 och 21', IU och lfl' 10 av lasten och där dieselaggregatet 50, bakeffekt. Likvärdiga komponenter i andra kranen är betecknande med primtecken i förhållande till första kranen. Mottagaren/givaren, nu pumparna och elmotorerna och 10' (se fig 2) blir drivna eller elnätet, icke tål för hög betecknad 69, inkluderar en strömtransformator 62 inkopplad i ena fasen R i kabel 51 och en spänningstransformator 70 avkänner utgående spänning mellan faserna (R,S,T) i kabeln 51. Sekundärlindningarna på strömtransformatorn 62 och spänningstransformatorn 70 ger ingångssignaler till ett kombinerat ström-, spännings- och effektriktkännande don 71 som erhåller hjälplikspänning i el- ledningarna 72, 73 från elektriska styrenheten 66. Donet 71 är vidare an- sluten till tidreläerna 47 och 47' för eventuell önskad signalfördröjning för första och andra däckskranen. Inkopplingen av tryckregleringsventilen 44, ÄH' sker analogt med inkopplingen i fig 6.

Vid effektriktning från generatorn Ä9 till kranarna,tjänstgör donet 71 som x (-4 .fw . çfïrf-"ïï rise-tee* ”W

Claims (6)

15 8202485-o signalomvandlaren 65 i fig 6 och med hjälp av elektriska styrenheterna 66, 66' och tryckregleringsventilerna HH, HH' regleras styrtrycket i styrtrycks- rörledningarna 3R och 30' alt 35 och 35* i förhållande till strömändringen i kabel 51, fas R. En styrtryckreduktion innebär lägre hastighet för hydraul- motorerna 21 och 21' (se fig 2).och lägre uttagen effekt från generatorn H9 och dieselmotorn 48 eller det svaga elnätet. Om effektriktningen ändras, som sker vid firning av last, blir generatorn H9 och dieseln H8 drivna. Detta innebär att nämnda don 71, genom ström- och spänningstransformatorerna 62 respektive 70, erhåller en effektriktnings- avkänning som innebär att donet 71 i sin inbyggda automatik (ej närmare be- skriven då den kan vara av konventionell typ) via elektriska styrenheterna 66, 66' ger en styrsignal till tryckregleringsventilerna 44, Uh' så att dessa ger lämpliga styrtryck i styrtrycksrörledningarna 3% och 34' alt 35 och 35' till hydraulpumparna 14 och lä' för första och andra däckskranen och där- igenom reducerar möjlig firningshastighet och därmed reducerad bakeffekt till generatorn Ä9 och dieseln 48 eller ett svagt elnät. PATENTKRAV

1. Sätt att förhindra överbelastning av svaga elektriska kraftnät som lämnar drivkraft till en eller flera elektriska drivmotorer (10) för hydraul- pumpar (1ä, 15, 16) i hydrauliskt drivsystem med ett hydrauliskt styrsystem för pumpkapaciteten för exempelvis krandrifter, k ä n n e t e c k n a t därav, att man mäter den av elmotorn eller elmotorerna (10)upptagna effekten, den upptagna effekten jämföras med ett maximalt tillåtet börvärde, vid överskridet börvärde påverkas trycket i minst en hydraulisk styrkrets (33, 3H, 35) för styrning av en hydraulpumps (1Ä) deplacement i sänkande riktning varvid effektupptagningen hos denna hydraulpump (IH) begränsas.

2. Anordning för att förhindra överbelastning av svaga elektriska kraftnät som lämnar drivkraft till en eller flera elektriska drivmotorer (10) för drivning av hydraulpumpar (1H, 15, 16) med variabelt deplacement i ett hydra- uliskt drivsystem och med ett hydrauliskt styrsystem (33, 3R, 35) för reg- lering av deplacementet hos minst en hydraulpump (154) exempelvis i kran- drifter k ä n n e t e c k n a d därav, att den innehåller ett mätorgan (38) som mäter av en elmotor (10) upptagen effekt, en elektrisk styrenhrt (H2) där inkommande signals ärvärde jämföres med ett maximalt tillåtet hur- POORQQ _. 8202486-0 värde, en av styrenheten påverkbar ventil (ÄÄ) i en hydraulisk styrkrets (33, 3U, 35) för styrning av en hydraulpumps (13) deplacement, vilken ventil (RÅ) sänker trycket 1 styrkretsen (33, 3D, 35) i beroende av en styrsignal från styreneheten (H2) varvid inställbart pumpdeplacement be~ gränsas.

3. Anordning enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k n a d därav, att en ventil (H4) reducerar styrtrycket i en el1er_flera styrtrycksledníngar (3H, 35) genom dränering till en tank (32).

4. U. Anordning enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a d därav, att minst ett överströmsrelä (57, 63) avkänner en ström.

5. Anordning enligt patentkrav 3 k å n n e t e e k n a d därav, att ett mätorgan (65) kontinuerligt mäter upptagen motoreffekt, exempelvis genom mätning av en motorström.

6. Anordning enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a d därav, att ström-"och effektriktkännande organ (71) ingår.