專利名稱：一種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)及塔式起重機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)及塔式起重機(jī)。
背景技術(shù)：
塔式起重機(jī)(簡稱塔機(jī))是建筑施工中一種重要的起重運(yùn)輸機(jī)械，塔機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)(起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu))的調(diào)速性能直接影響到塔機(jī)的工作效率、安全性和可靠性。塔機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動、制動頻繁，回轉(zhuǎn)時需要克服自重及吊重的慣性力矩，及風(fēng)阻力矩、摩擦力矩和其他阻力矩，其中風(fēng)阻力矩和慣性力矩占有較大的比例。隨著塔機(jī)起重臂被設(shè)計的越來越長，塔機(jī)所受的慣性力矩和風(fēng)阻力矩均相應(yīng)的增加，這樣極易導(dǎo)致塔機(jī)的操控不穩(wěn)定。現(xiàn)有塔機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)通常包括控制設(shè)備、調(diào)壓設(shè)備、制動調(diào)節(jié)設(shè)備、制動裝置和電動機(jī)。進(jìn)行調(diào)速換擋(包括啟動)控制時，控制設(shè)備根據(jù)輸入的調(diào)速換擋信號向調(diào)壓設(shè)備輸出調(diào)壓控制信號，調(diào)節(jié)調(diào)壓設(shè)備對電動機(jī)的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；與此同時，控制設(shè)備也根據(jù)輸入的調(diào)速換擋信號向制動調(diào)節(jié)設(shè)備輸出制動調(diào)節(jié)控制信號，調(diào)節(jié)制動調(diào)節(jié)設(shè)備的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)制動裝置的制動力矩；電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與制動裝置的制動力矩的矢量和即為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的實際輸出力矩，而實際輸出力矩最終表現(xiàn)為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運(yùn)行速度。現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷在于，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)在進(jìn)行調(diào)速換擋控制時，需要由調(diào)壓設(shè)備同時配合制動調(diào)節(jié)設(shè)備來調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的實際輸出力矩，進(jìn)而調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)運(yùn)行速度，由于施工工地電壓的不穩(wěn)定性和不確定性，調(diào)壓設(shè)備的輸出電壓和制動調(diào)節(jié)設(shè)備的輸出電壓之間的控制關(guān)系較難協(xié)調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)及塔式起重機(jī)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)壓設(shè)備的輸出電壓和制動調(diào)節(jié)設(shè)備的輸出電壓之間的控制關(guān)系較難協(xié)調(diào)的技術(shù)問題。本發(fā)明回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，包括電動機(jī)、制動裝置、控制設(shè)備、第一調(diào)壓設(shè)備和第二調(diào)壓設(shè)備，其中，所述電動機(jī)，用于對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出驅(qū)動力矩；所述制動裝置，用于對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出制動力矩；所述控制設(shè)備，用于在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動時，根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號輸出第一啟動調(diào)壓控制信號給第一調(diào)壓設(shè)備，輸出第二啟動調(diào)壓控制信號給第二調(diào)壓設(shè)備；及在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動后，根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號輸出額定工作電壓控制信號給第一調(diào)壓設(shè)備，輸出調(diào)速調(diào)壓控制信號給第二調(diào)壓設(shè)備；所述第一調(diào)壓設(shè)備，用于根據(jù)所述第一啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓；及根據(jù)所述額定工作電壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓為額定工作電壓；
所述第二調(diào)壓設(shè)備，用于根據(jù)所述第二啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓，及根據(jù)所述調(diào)速調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓。本發(fā)明塔式起重機(jī)，包括前述技術(shù)方案中所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。在本發(fā)明技術(shù)方案中，當(dāng)啟動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時，第一調(diào)壓設(shè)備根據(jù)輸入的第一啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓，同時第二調(diào)壓設(shè)備根據(jù)輸入的第二啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓，第一調(diào)壓設(shè)備和第二調(diào)壓設(shè)備配合調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的啟動速度； 而當(dāng)對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)速時，第一調(diào)壓設(shè)備根據(jù)輸入的額定工作電壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓為額定工作電壓，第二調(diào)壓設(shè)備根據(jù)輸入的調(diào)速調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓，此時，第一調(diào)壓設(shè)備對電動機(jī)輸出恒定不變的額定工作電壓，主要由第二調(diào)壓設(shè)備來最終調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運(yùn)行速度，調(diào)速更加平滑，控制方式簡單，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性和穩(wěn)定性大大提高。


圖1為現(xiàn)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)中電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與制動力矩之間的特性曲線圖；圖2為本發(fā)明實施例回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)中電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與制動力矩之間的特性曲線圖；圖4為本發(fā)明實施例回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動時的控制流程示意圖；圖5為本發(fā)明實施例回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速時的控制流程示意圖。
具體實施例方式為了解決現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)壓設(shè)備的輸出電壓和制動調(diào)節(jié)設(shè)備的輸出電壓之間的控制關(guān)系較難協(xié)調(diào)的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)及塔式起重機(jī)。如圖2所示，本發(fā)明回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，包括電動機(jī)14、制動裝置15、控制設(shè)備 11、第一調(diào)壓設(shè)備12和第二調(diào)壓設(shè)備13，其中，所述電動機(jī)14，用于對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出驅(qū)動力矩；所述制動裝置15，用于對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出制動力矩；所述控制設(shè)備11，用于在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動時，根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號輸出第一啟動調(diào)壓控制信號給第一調(diào)壓設(shè)備12，輸出第二啟動調(diào)壓控制信號給第二調(diào)壓設(shè)備13 ； 及在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動后，根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號輸出額定工作電壓控制信號給第一調(diào)壓設(shè)備12，輸出調(diào)速調(diào)壓控制信號給第二調(diào)壓設(shè)備13 ；所述第一調(diào)壓設(shè)備12，用于根據(jù)所述第一啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)14的輸入電壓；及根據(jù)所述額定工作電壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)14的輸入電壓為額定工作電壓；所述第二調(diào)壓設(shè)備13，用于根據(jù)所述第二啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置15的輸入電壓，及根據(jù)所述調(diào)速調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置15的輸入電壓。電動機(jī)14的輸入電壓即為第一調(diào)壓設(shè)備12的輸出電壓，制動裝置15的輸入電壓即為第二調(diào)壓設(shè)備13的輸出電壓；制動裝置15對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出的制動力矩與電動機(jī)14對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出的驅(qū)動力矩方向相反。本發(fā)明回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種具有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工程機(jī)械，例如塔式起重機(jī)、輪式起重機(jī)等，下面以塔式起重機(jī)為例，對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明。電動機(jī)14優(yōu)選為三相異步力矩電動機(jī)。力矩電動機(jī)具有啟動轉(zhuǎn)矩高、自適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)速范圍寬的特點(diǎn)，作為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電動機(jī)具有較大的優(yōu)勢，尤其適合應(yīng)用于塔機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的大慣性控制系統(tǒng)中。所述制動裝置15優(yōu)選為渦流制動器，則所述第二調(diào)壓設(shè)備13為渦流調(diào)節(jié)器。所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以為無級調(diào)速或檔位調(diào)速等，當(dāng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為至少兩檔的調(diào)速回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時，第一檔為啟動檔，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號是根據(jù)第一檔位信息獲得，所述第一啟動調(diào)壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號和保存的第一啟動對應(yīng)關(guān)系獲得，所述第二啟動調(diào)壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號和保存的第二啟動對應(yīng)關(guān)系獲得；所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號是根據(jù)選擇的第一檔之外的檔位信息獲得，所述額定工作電壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號和保存的額定工作電壓對應(yīng)關(guān)系獲得，所述調(diào)速調(diào)壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號和保存的調(diào)速對應(yīng)關(guān)系獲得。 所述至少兩檔的調(diào)速回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，第一檔所對應(yīng)的電動機(jī)的輸入電壓小于電動機(jī)的額定工作電壓；第一檔所對應(yīng)的制動裝置的輸入電壓小于第二檔所對應(yīng)的制動裝置的輸入電壓，且自第二檔起的檔位所對應(yīng)的制動裝置的輸入電壓依次降低；則自第一檔起的檔位所對應(yīng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運(yùn)行速度依次增大。以四檔調(diào)速回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為例，下面將現(xiàn)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)與本發(fā)明實施例回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)作以分析比較。現(xiàn)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)如表1所示，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與制動力矩之間的特性曲線如圖1所示?？梢钥闯觯谝粰n、第二檔、第三檔和第四檔分別需要相應(yīng)的調(diào)壓設(shè)備輸出電壓(即電動機(jī)的輸入電壓)和相應(yīng)的制動調(diào)節(jié)設(shè)備輸出電壓(即制動裝置的輸入電壓)配合，以達(dá)到調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運(yùn)行速度的目的，由于施工工地電壓的不穩(wěn)定性和不確定性，調(diào)壓設(shè)備的輸出電壓和制動調(diào)節(jié)設(shè)備的輸出電壓之間的控制關(guān)系較難協(xié)調(diào)。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電動機(jī)、制動裝置、控制設(shè)備、第一調(diào)壓設(shè)備和第二調(diào)壓設(shè)備，其中，所述電動機(jī)，用于對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出驅(qū)動力矩；所述制動裝置，用于對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輸出制動力矩；所述控制設(shè)備，用于在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動時，根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號輸出第一啟動調(diào)壓控制信號給第一調(diào)壓設(shè)備，輸出第二啟動調(diào)壓控制信號給第二調(diào)壓設(shè)備；及在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動后，根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號輸出額定工作電壓控制信號給第一調(diào)壓設(shè)備，輸出調(diào)速調(diào)壓控制信號給第二調(diào)壓設(shè)備；所述第一調(diào)壓設(shè)備，用于根據(jù)所述第一啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓；及根據(jù)所述額定工作電壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓為額定工作電壓；所述第二調(diào)壓設(shè)備，用于根據(jù)所述第二啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓， 及根據(jù)所述調(diào)速調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動機(jī)為三相異步力矩電動機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述制動裝置為渦流制動器。
4.如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二調(diào)壓設(shè)備為渦流調(diào)節(jié)器。
5.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為至少兩檔的調(diào)速回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中，第一檔為啟動檔，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號是根據(jù)第一檔位信息獲得，所述第一啟動調(diào)壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號和保存的第一啟動對應(yīng)關(guān)系獲得，所述第二啟動調(diào)壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號和保存的第二啟動對應(yīng)關(guān)系獲得；所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號是根據(jù)選擇的第一檔之外的檔位信息獲得，所述額定工作電壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號和保存的額定工作電壓對應(yīng)關(guān)系獲得，所述調(diào)速調(diào)壓控制信號是根據(jù)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號和保存的調(diào)速對應(yīng)關(guān)系獲得。
6.如權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述至少兩檔的調(diào)速回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，第一檔所對應(yīng)的電動機(jī)的輸入電壓小于電動機(jī)的額定工作電壓；第一檔所對應(yīng)的制動裝置的輸入電壓小于第二檔所對應(yīng)的制動裝置的輸入電壓，且自第二檔起的檔位所對應(yīng)的制動裝置的輸入電壓依次降低；則自第一檔起的檔位所對應(yīng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運(yùn)行速度依次增大。
7.一種塔式起重機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1 6中任意一項所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，包括電動機(jī)；制動裝置；控制設(shè)備，用于根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動信號輸出第一啟動調(diào)壓控制信號和第二啟動調(diào)壓控制信號，及根據(jù)輸入的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)速信號輸出額定工作電壓控制信號和調(diào)速調(diào)壓控制信號；第一調(diào)壓設(shè)備，用于根據(jù)輸入的第一啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓，及根據(jù)輸入的額定工作電壓控制信號調(diào)節(jié)電動機(jī)的輸入電壓為額定工作電壓；第二調(diào)壓設(shè)備，用于根據(jù)輸入的第二啟動調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓，及根據(jù)輸入的調(diào)速調(diào)壓控制信號調(diào)節(jié)制動裝置的輸入電壓。本發(fā)明回轉(zhuǎn)運(yùn)行速度主要由第二調(diào)壓設(shè)備來調(diào)節(jié)，調(diào)速更加平滑，控制方式簡單，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性和穩(wěn)定性大大提高。
文檔編號B66C13/22GK102530730SQ20121002098
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者何首文, 張二玲, 李學(xué)俊, 衣磊, 許名熠 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司