專利名稱：變頻起重控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起重控制系統(tǒng)，具體指用一臺(tái)變頻器控制起重設(shè) 備中的多臺(tái)電機(jī)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
起重系統(tǒng)的起重機(jī)構(gòu)包括橫向、縱向和上下移動(dòng)三個(gè)組成部分， 分別用各自的電機(jī)控制其運(yùn)動(dòng)。目前，通用的起重控制系統(tǒng)為轉(zhuǎn)子電 阻控制起重系統(tǒng)，存在以下問題
1、 由于采用轉(zhuǎn)子串電阻的方法調(diào)速，機(jī)械振動(dòng)大，行車不穩(wěn)定， 定位困難，抓斗擺動(dòng)嚴(yán)重，容易造成機(jī)械設(shè)備的損壞。轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷變 化，調(diào)速效果差，所串電阻因長期發(fā)熱而使電能消耗較大，效率較低。
2、 吊鉤拖動(dòng)系統(tǒng)采用繞線電機(jī)，經(jīng)常發(fā)生碳刷磨損嚴(yán)重、電機(jī) 及轉(zhuǎn)子繞線過熱，造成維護(hù)量大。另外，操作員在起吊重物定位時(shí)， 經(jīng)常打反車，使電機(jī)產(chǎn)生過載現(xiàn)象，影響電機(jī)的使用壽命。
3、 起吊搬運(yùn)工作的距離較近，電機(jī)處于頻繁啟動(dòng)、變速及停止 狀態(tài)，控制電機(jī)的時(shí)間繼電器和交流接觸器處于頻繁動(dòng)作狀態(tài)，而且 舊有系統(tǒng)電機(jī)瞬間沖擊電流大，電氣元件容易損壞。
4、 在起吊物本上升及下降時(shí)，難以保證升降繩與開閉繩均勻受 力，嚴(yán)重影響鋼絲繩的使用壽命。使用變頻器控制可以避免以上出現(xiàn)的不足，但是現(xiàn)有的變頻控制 使用的是一臺(tái)變頻器控制一組電機(jī)的方式運(yùn)行，起重系統(tǒng)包括橫向、 縱向和上下移動(dòng)三組電機(jī)，需要使用三臺(tái)變頻器，加大了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對以上所述問題，提供一種使用一臺(tái)變頻 器控制起重系統(tǒng)的技術(shù)。
這種變頻起重控制系統(tǒng)，包括變頻器、起重機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)和起 重拖動(dòng)系統(tǒng)，其中起重拖動(dòng)系統(tǒng)包括有電機(jī)組，其特征在于所述的 變頻器是一臺(tái)，變頻器還通過電機(jī)自動(dòng)切換控制器與起重拖動(dòng)系統(tǒng)的 電機(jī)組連接。
還可以通過以下措施達(dá)到本發(fā)明的目的
起重拖動(dòng)系統(tǒng)包括稱重系統(tǒng)和拖動(dòng)系統(tǒng)，其中拖動(dòng)系統(tǒng)包括裝有 兩臺(tái)大車電機(jī)的大車拖動(dòng)系統(tǒng)、裝有一臺(tái)小車電機(jī)的小車拖動(dòng)系統(tǒng)和 裝有主鉤電機(jī)和副鉤電機(jī)的吊鉤拖動(dòng)系統(tǒng)。
使用本發(fā)明的具有以下有益效果
1、 多組拖動(dòng)系統(tǒng)共用一臺(tái)變頻器控制，采用控制器自動(dòng)切換連 接電機(jī)。由于用通用三相異步電動(dòng)機(jī)取代了串子電阻繞線電機(jī)，降低 了設(shè)備的整機(jī)成本，極大提高了整機(jī)的競爭力。
2、 多電機(jī)并聯(lián)后，變頻器自動(dòng)辨識參數(shù)，自動(dòng)切換控制參數(shù)， 控制精度非常高。由于用三相異步電動(dòng)機(jī)取代了串子電阻繞線電機(jī)， 消除了電刷和滑環(huán)經(jīng)常出的故障。
3、 采用變頻調(diào)速后，電機(jī)可以零速運(yùn)行停住的情況下進(jìn)行抱閘，閘皮的磨損情況將大為改善。
4、 控制系統(tǒng)的故障率低。原控制系統(tǒng)是由復(fù)雜的接觸器、繼電 器系統(tǒng)進(jìn)行控制，故障率高，采用變頻器調(diào)速系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)簡化， 可靠性大為提高。
5、 節(jié)能效果好。串子電阻繞線電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子回路的 外接電阻消耗大量的電能，采用變頻調(diào)速系統(tǒng)后，可以節(jié)約外接電阻 消耗的大量電能。


圖1是本發(fā)明變頻起重控制系統(tǒng)原理方框圖； 圖2是起重專用變頻系統(tǒng)主要部分組成方框圖； 圖3是電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換控制器組成方框圖4是本發(fā)明變頻起重控制系統(tǒng)電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖用實(shí)施例對本發(fā)明作具體說明 如圖l、圖4所示，這種變頻起重控制系統(tǒng)和現(xiàn)有的起重系統(tǒng)一 樣，包括變頻器IO、起重機(jī)構(gòu)60、制動(dòng)系統(tǒng)30和起重拖動(dòng)系統(tǒng)40， 其中起重拖動(dòng)系統(tǒng)包括有電機(jī)組，區(qū)別之處是，變頻器10只有一臺(tái)， 變頻器通過電機(jī)自動(dòng)切換控制器50與起重拖動(dòng)系統(tǒng)40的電機(jī)組連 接。電機(jī)自動(dòng)切換控制器50為變頻器控制的多組電機(jī)任意切換與變 頻器的連接運(yùn)行電機(jī)系統(tǒng)。起重機(jī)構(gòu)60由常用的運(yùn)行機(jī)構(gòu)和橋架及 機(jī)械抱閘(電磁抱閘)機(jī)構(gòu)組成。起重拖動(dòng)系統(tǒng)40由一個(gè)稱重系統(tǒng)41和三個(gè)基本獨(dú)立的拖動(dòng)系統(tǒng)組成，即包括裝有兩臺(tái)大車電機(jī)的大車拖
動(dòng)系統(tǒng)42、裝有一臺(tái)小車電機(jī)的小車拖動(dòng)系統(tǒng)43和裝有主鉤電機(jī)和 副鉤電機(jī)的吊鉤拖動(dòng)系統(tǒng)44，大車拖動(dòng)系統(tǒng)42拖動(dòng)整臺(tái)起重機(jī)順著 車間做"橫向"運(yùn)動(dòng)(以操作者的坐向?yàn)闇?zhǔn))，大車拖動(dòng)系統(tǒng)42由兩 個(gè)9KW三相異步電動(dòng)機(jī)牽引，小車拖動(dòng)系統(tǒng)43拖動(dòng)吊鉤及重物順著 橋架做"縱向"運(yùn)動(dòng)，小車拖動(dòng)系統(tǒng)43由一個(gè)4KW三相異步電動(dòng)機(jī) 牽引，而吊鉤拖動(dòng)系統(tǒng)44拉動(dòng)重物作吊起或放下的上下運(yùn)動(dòng)，吊鉤 拖動(dòng)系統(tǒng)44又由主鉤和副鉤組成，由兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，一 臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)主鉤， 一臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)副鉤。制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)單元和制動(dòng)電 阻組成。這種起重系統(tǒng)控制精度高，起重物品運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)準(zhǔn)確，機(jī)械 磨損小(相比串子電機(jī)起重系統(tǒng))，成本低(一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)三 相異步電動(dòng)機(jī))，無極調(diào)速節(jié)能環(huán)保，值得推廣。運(yùn)用起重專用變頻 器，相比串子電機(jī)起重系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、低頻啟動(dòng)力矩大；2、 零速抱死功能；3、超強(qiáng)過載能力，變頻過載能力三倍以上；4、停車 速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)快速停車；5、抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。運(yùn) 用電機(jī)自動(dòng)切換控制器，其優(yōu)點(diǎn)是1、能夠在電機(jī)切換命令給出后 自動(dòng)切換到所要操作的電機(jī)，操作任意一個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)；2、能夠在電 機(jī)切換命令給出后自動(dòng)切換到所匹配的電機(jī)機(jī)械抱閘(電磁抱閘)系 統(tǒng)；3、能夠與變頻器進(jìn)行通訊，監(jiān)控變頻器的情況；4、能夠與變頻 器進(jìn)行通訊，控制變頻器的運(yùn)行、停止及復(fù)位；5、能夠?qū)崿F(xiàn)起重操 作室操作，地面操作或搖控操作電機(jī)的運(yùn)行、停止及電機(jī)與變頻斷開。 再如圖2、圖4所示，R、 S、 T三相電源ll為變頻器供電的接線 端子部分；整流部分12由一個(gè)三相整流橋或三個(gè)兩管裝整流橋組成，為將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入
電流非正弦，帶有豐富的諧波，整流部分12與R、 S、 T三相電源ll 和濾波部分13連接；濾波部分13為保持直流母線電壓恒定，降低電 壓脈動(dòng)的電解電容，濾波部分13與開關(guān)電源部分16連接；開關(guān)電源 部分16為由開關(guān)變壓器、開關(guān)管、IC3842及其外圍電路組成的輸出 多路隔離電源的開關(guān)電路；開關(guān)電源部分16與濾波部分13間連接有 上電整流充電部分14和充電保護(hù)控制部分15;上電整流充電部分14 由一個(gè)或多個(gè)限流電阻和一個(gè)接觸器或高壓隔離的電子開關(guān)組成，作 用為降低上電沖擊電流，上電結(jié)束后接觸器自動(dòng)吸合，或電子開關(guān)閉 合，以保護(hù)不出現(xiàn)大電流對電解電容的沖擊；濾波部分13還連接有 逆變驅(qū)動(dòng)部分17，逆變驅(qū)動(dòng)部分17為由光電隔離的高速光耦 HCPL3120或HCPL316J及其外圍電路和供電部分組成，同時(shí)，逆變驅(qū) 動(dòng)部分17還與逆變部分18、開關(guān)電源部分16和CPU控制部分19連 接；逆變部分18由三個(gè)兩管裝的電子開關(guān)元件IGBT及其外圍電路組 成，作用為將直流電壓轉(zhuǎn)換為頻率電壓均可變的交流電，輸出無相序 要求；逆變部分18通過電機(jī)負(fù)載端子部分20與電流傳感檢測部分 21、制動(dòng)部分22連接；電流傳感檢測部分21由兩個(gè)高低電壓隔離的 霍爾電流傳感器及其外圍電路組成，其作用是將負(fù)載部分的電流信號 大小，轉(zhuǎn)換成低壓且隔離的小電流或電壓信號，讓CPU控制部分19 對負(fù)載進(jìn)行識別，以便對負(fù)載進(jìn)行控制；制動(dòng)部分22由一個(gè)電子開 關(guān)元件IGBT及其外圍電路組成，其作用是消耗過多的回饋能量，保 持直流母線電壓不超過最大值保護(hù)負(fù)載及工作的電子元件；CPU控制 部分19由一片富士通(CPU),型號為MB90F462及其外圍電路組成，CPU控制部分19與外接的電機(jī)自動(dòng)切換控制器50連接，同時(shí)CPU控 制部分19還與溫度檢測部分23、風(fēng)扇散熱部分24連接；溫度檢測 部分23由一個(gè)溫度探頭及其外圍電路組成，其作用是將散熱器上的 溫度轉(zhuǎn)換為線性變化的低電壓信號，讓CPU控制器19對其進(jìn)行識別， 以作過熱保護(hù)，以保護(hù)電子元件；風(fēng)扇散熱部分24為三個(gè)直流24V 工作的風(fēng)扇和控制風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)或停止的外圍電路組成。
電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換控制器50為變頻器控制的多組電機(jī)任意切換與 變頻器的連接運(yùn)行電機(jī)系統(tǒng)，包括起重控制室操作、地面操作、搖控 操作以及轉(zhuǎn)換電機(jī)連接用接觸器或電子開關(guān)。如圖3、圖4所示，電 動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換控制器50又分為2個(gè)部分，第一部分是整流濾波52接 220V交流電源51并與開關(guān)電源部分53連接，開關(guān)電源部分53與稱 重顯示部分54連接開關(guān)電源由普通開關(guān)電源組成；稱重顯示部分54 由四個(gè)八段數(shù)碼管和一片單片機(jī)及其外圍電路組成，其作用是將稱重 傳感器轉(zhuǎn)換后的電壓或電流信號顯示出來，讓操作人員對起重物的重 量進(jìn)行識別。第二部分是與CPU控制部分19連接的下面各部分起 重機(jī)構(gòu)操作室55，由一個(gè)操作室和一些電氣操作開關(guān)及操作手柄組 成，其作用是讓操作人員在操作室里對起重設(shè)備進(jìn)行操作；起重機(jī)構(gòu) 地面操作部分56，由一個(gè)地面操作控制器及其一些外圍設(shè)備組成， 其作用是讓操作人員在地面，不在操作室對起重設(shè)備進(jìn)行操作；起重 機(jī)構(gòu)搖控操作部分57，由一個(gè)搖控操作控制器及其一些外圍設(shè)備組 成，其作用是讓操作人員在地面，不用連接線路而對起重設(shè)備進(jìn)行操 作；監(jiān)控顯示部分58，由一塊240X128的液晶顯示模塊及其外圍電 路組成，其作用是顯示起重設(shè)備的運(yùn)行情況和故障情況等，以便工作人員對起重設(shè)備狀況進(jìn)行監(jiān)控；電機(jī)自動(dòng)切換、接觸器轉(zhuǎn)換部分59， 由八個(gè)接觸器和一些中間控制器組成，以便操作人員切換到要工作的 電機(jī)進(jìn)行工作；CPU控制部分19還與起重電機(jī)專用變頻器10連接。 本發(fā)明中， 一臺(tái)起重專用變頻器控制多臺(tái)電機(jī)且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換， 工作安全可靠，成本低廉，控制精度高，工業(yè)控制中好處多多，值得 社會(huì)推廣使用。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳 細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下， 其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡單推 演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種變頻起重控制系統(tǒng)，包括變頻器、起重機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)和起重拖動(dòng)系統(tǒng)，其中起重拖動(dòng)系統(tǒng)包括有電機(jī)組，其特征在于所述的變頻器是一臺(tái)，變頻器還通過電機(jī)自動(dòng)切換控制器與起重拖動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)組連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻起重控制系統(tǒng)，其特征在于所述 的起重拖動(dòng)系統(tǒng)包括稱重系統(tǒng)和拖動(dòng)系統(tǒng)，其中拖動(dòng)系統(tǒng)包括裝有兩臺(tái) 大車電機(jī)的大車拖動(dòng)系統(tǒng)、裝有一臺(tái)小車電機(jī)的小車拖動(dòng)系統(tǒng)和裝有主 鉤電機(jī)和副鉤電機(jī)的吊鉤拖動(dòng)系統(tǒng)。
全文摘要
一種變頻起重控制系統(tǒng)，包括變頻器、起重機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)和起重拖動(dòng)系統(tǒng)，其中起重拖動(dòng)系統(tǒng)包括有電機(jī)組，其特征在于所述的變頻器是一臺(tái)，變頻器還通過電機(jī)自動(dòng)切換控制器與起重拖動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)組連接。使用本發(fā)明具有以下有益效果1.多組拖動(dòng)系統(tǒng)共用一臺(tái)變頻器控制，降低了整機(jī)成本；2.三相異步電動(dòng)機(jī)取代了串子電阻繞線電機(jī)，消除了電刷和滑環(huán)經(jīng)常出的故障；3.電機(jī)可以零速運(yùn)行停住的情況下進(jìn)行抱閘，閘皮的磨損情況將大為改善；4.控制系統(tǒng)的故障率低可靠性大為提高；5.節(jié)能效果好。
文檔編號B66C13/22GK101525107SQ200910106209
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者楊先友, 陶文亮, 黃學(xué)誠 申請人:深圳市科姆龍電氣技術(shù)有限公司