[發明專利]一種抓斗起重機的升降電機與開閉電機快速跟隨控制方法

有效

• 申請號: 201110332759.6
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102502410A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周強;張書霞;劉光輝;陳坦
• 申請（專利權）人: 河南衛華重型機械股份有限公司
• 主分類號: B66C13/22
• 分類號: B66C13/22;B66C3/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及抓斗起重機，特別是其防止開閉電機過載的均衡控制系統及方法。

背景技術

隨著變頻技術的不斷普及，其擁有的各種優點被大家逐步認可了，所以近幾年來變頻控制在抓斗起重機上也得到了應用。但是在使用中存在一個問題，那就是由于抓斗起重機的工作效率都比較高，過去的操作中抓取物料后，將開閉電機停止，然后兩個手柄一起工作，對于提高效率有很大的影響，所以很多場合都是抓斗的開閉機構完成抓取工作后，并不停機，直接將升降電機啟動，從而來提高效率。

但是現有控制方法，開閉電機及其機械傳動鏈長時間處于過載狀態，對起重機的安全運行帶來了很大的隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種抓斗起重機的升降電機與開閉電機快速跟隨控制方法，用以解決現有技術開閉電機在升降過程中處于過載狀態不利于安全運行的問題。

為實現上述目的，本發明的方案是：一種抓斗起重機的升降電機與開閉電機快速跟隨控制方法，升降變頻器和開閉變頻器分別驅動控制升降電機和開閉電機，該方法步驟如下：1）抓斗下降到物料面后，使升降電機關閉，使開閉電機工作在速度控制模式，驅動抓斗抓取物料；2）抓斗抓滿物料，抓斗閉合時，將開閉電機切換到定轉矩的力矩控制模式，使開閉電機以設定轉矩減速運行；同時使升降電機工作在定轉速的速度控制模式，使升降電機加速運行到設定速度；3）當升降電機的拉繩與開閉電機的拉繩運行距離相等時，將開閉電機切換到速度控制模式，將升降電機切換到跟隨開閉電機轉矩的力矩控制模式。

所述抓斗閉合的時間是通過計算開閉電機拉繩的運行距離確定的。?

為了解決上述問題，本發明通過控制開閉電機和升降電機的工作模式，在升降電機拉繩為拉直以承擔負載時，使得開閉電機處于力矩限制狀態，確保開閉電機不過載，并且使開閉電機減速運行，同時升降電機處于快速加速狀態（比正常狀態更快），當二臺電機（拉繩）的運行距離達到一致時，立即恢復正常運行狀態，即使升降電機的輸出力矩跟隨開閉電機的輸出力矩，達到二者的負載完全一致。

附圖說明

圖1是本發明的抓斗起重機控制系統。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

整個抓斗的取料放料過程詳細介紹如下：

1）抓斗下降到物料面時，開閉電機拉繩拉緊，抓斗閉合以抓取物料，此時開閉電機處于速度控制模式；升降電機關閉，但其制動器打開，隨著物料增加，升降拉繩隨重力下降，抓斗在重力的作用下自動抓取物料。

2）抓滿物料，抓斗閉合時，開始起升過程。此時由于升降電機拉繩松弛，所以使升降電機工作在定轉速的速度控制模式，升降電機迅速加速到設定速度，該設定速度應當盡量大；同時使開閉電機處于定轉矩控制狀態（力矩限制狀態），開閉電機減速運行，確保開閉電機不過載。

3）當開閉電機與升降電機的拉繩運行距離相等時，升降電機拉繩達到拉直狀態，開閉電機拉繩與升降電機拉繩同時承擔負載，此時進行負載均衡控制：使開閉電機切換到速度控制模式，而升降電機切換到跟隨開閉電機轉矩的力矩控制模式。此時開閉電機的速度屬于正常速度。

4）當抓斗上升到適當的高度，兩電機同時反轉，抓斗降到合適位置時，升降電機停轉并且制動器抱閘，抓斗停在空中。開閉電機繼續反轉，抓斗開斗放物。放完物后，開閉電機關閉，抓斗保持開斗的開閉程度，停在空中。而后升降電機再次反轉達到物料面時停轉，準備下一個抓取循環。

上述步驟是基于如圖1所示的控制系統完成的，該控制系統的主控為PLC，通過PLC控制電機的變頻器。控制系統包括：開閉電機與升降電機及對應驅動控制它們的開閉變頻器與升降變頻器，開閉變頻器與升降變頻器與PLC控制連接，PLC接收抓斗開閉主令控制器以及抓斗升降主令控制器的命令（電機起動與停止控制命令），并將控制信號輸出給開閉變頻器與升降變頻器。另外，升降變頻器的力矩信號輸入端與開閉變頻器的力矩信號輸出端相連，使得開閉電機的實時力矩信號能夠輸送給升降變頻器，以便在上述步驟3）中，升降電機根據開閉電機的轉矩運行。上述電機的拉繩運行距離通過相應電機輸出軸上的編碼器測量取得。

當需要抓取物料后，首先操作抓斗開閉主令控制器打開抓斗，然后同時操作抓斗開閉主令控制器與抓斗升降主令控制器，將抓斗下到物料堆上面，停下來。然后操作抓斗開閉主令控制器閉合抓斗抓取物料，當抓取完畢后，不必停止開閉電機，直接操作抓斗升降主令控制器提升抓斗。

抓取完畢，即抓斗閉合，是通過PLC計算開閉電機拉繩的運行距離得到的，然后PLC發出力矩限制命令和減速命令給開閉變頻器，開閉變頻器處于力矩限制狀態，到達設定力矩，開閉電機減速運行，其速度根據開閉的時機不同，最大降幅可以達到100%的額定速度；同時PLC發出控制命令（設定速度，該速度很大）給升降變頻器，升降電機處于快速加速過程。當PLC計算出開閉電機與升級電機的拉繩運行距離相同時，發出控制命令給兩臺變頻器，使開閉變頻器恢復正常的速度控制狀態，使升降變頻器處于力矩控制狀態，其力矩跟隨開閉變頻器，保證了兩電機的負載相同。