[發明專利]一種用于塔機的轉動慣量保護系統及塔機

有效

• 申請號: 202010202261.7
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111232858B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉帝芳;李長安;司小柱;惠鵬;門新延;雷晶濤;王劍灝;鄭國穗
• 申請（專利權）人: 陜西建設機械股份有限公司
• 主分類號: B66C23/72
• 分類號: B66C23/72;B66C23/88;B66C13/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種用于塔機的轉動慣量保護系統及塔機，包括姿態傳感器、控制器和變頻器，姿態傳感器設置在塔機平衡臂上，姿態傳感器與控制器連接，控制器與變頻器連接，變頻器用于給塔機的回轉電機提供三相交流電；姿態傳感器用于采集塔機平衡臂的瞬時速度，并將塔機平衡臂的瞬時速度發送給控制器；當塔機的回轉電機進入穩定工作狀態時，控制器用于將接收的塔機平衡臂的瞬時速度與預設的速度閾值進行比較，若塔機平衡臂的瞬時速度小于等于預設的速度閾值時，控制器控制變頻器停止向塔機的回轉電機提供三相交流電；若塔機平衡臂的瞬時速度大于預設的速度閾值時，變頻器繼續向塔機的回轉電機提供三相交流電。本發明能避免塔機起重臂本身在回轉運行中因轉動慣量過大而受到損傷。

技術領域

本發明屬于回轉機構的轉動慣量技術領域，具體涉及一種用于塔機的轉動慣量保護系統及塔機。

背景技術

作為基建施工過程中關鍵的設備，塔式起重機的工況直接影響著建筑產品的安全性與可靠性。塔機的回轉機構在運行時，電機驅動起重臂動作時起重臂本身會承受很大的扭矩，即轉動慣量。而從機械設計的角度上來說，塔機起重臂所承載的轉動慣量是有極限的。在塔機回轉機構處于加速階段時，大臂的驅動力矩大于阻力矩，臂尖的位置將滯后于臂根的位置，使大臂產生形變；加速過程結束后，大臂的驅動力矩與阻力矩達到平衡，大臂的形變逐漸恢復。減速過程同樣也是如此。所謂大臂為塔機的平衡臂和起重臂的總稱。

現有塔機在回轉控制中，大多數采用的技術為在回轉過程中增加渦流系統，來起到提高回轉運動過程穩定性以及保護大臂的作用。渦流控制的原理是電機渦流制動器電樞隨轉軸一起轉動，當勵磁線圈通入直流電后，渦流制動器的爪極與電樞間氣隙產生磁場，點數切割磁力線感生電勢，形成電流(即渦流)。由渦流產生的磁場與爪極磁場相互作用，形成制動轉矩，在一定的轉速范圍內，制動轉矩與勵磁電流及電樞轉速近似成正比例線性關系。這種控制方式無法反饋，一旦渦流線圈出現問題，則會導致塔機在回轉過程中大臂出現較大的頓挫、反彈、甚至對大臂造成永久性破壞。

發明內容

針對現有技術中的技術問題，本發明提供了一種用于塔機的轉動慣量保護系統及塔機，能夠有效避免塔機起重臂本身在回轉運行中因轉動慣量過大而受到損傷。

針對現有技術中的技術問題，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種用于塔機的轉動慣量保護系統，包括姿態傳感器、控制器和變頻器，所述姿態傳感器設置在塔機平衡臂上，所述姿態傳感器與所述控制器連接，所述控制器與所述變頻器連接，所述變頻器用于給塔機的回轉電機提供三相交流電；

所述姿態傳感器用于采集塔機平衡臂的瞬時速度，并將塔機平衡臂的瞬時速度發送給所述控制器；

當塔機的回轉電機進入穩定工作狀態時，所述控制器用于將接收的塔機平衡臂的瞬時速度與預設的速度閾值進行比較，若塔機平衡臂的瞬時速度小于等于預設的速度閾值時，所述控制器控制所述變頻器停止向塔機的回轉電機提供三相交流電；若塔機平衡臂的瞬時速度大于預設的速度閾值時，所述變頻器繼續向塔機的回轉電機提供三相交流電。

進一步地，所述控制器與塔機的回轉電機的編碼器連接；所述控制器用于獲取所述變頻器設置給塔機的回轉電機的理論轉速，并通過所述編碼器獲取塔機的回轉電機的實際轉速，并將理論轉速與實際轉速作差，若差值≤1％時，則判定塔機的回轉電機進入穩定工作狀態，此時，所述預設的速度閾值為0.45°/s。

進一步地，所述控制器用于獲取所述變頻器的理論輸出頻率和實際輸出頻率，并將理論輸出頻率乘85％后和實際輸出頻率比較，若實際輸出頻率≥理論輸出頻率乘85％時，則判定塔機的回轉電機進入穩定工作狀態，此時，所述預設的速度閾值為0.3°/s。

進一步地，所述姿態傳感器設置在塔機平衡臂的末端。

進一步地，所述姿態傳感器與所述控制器之間為CAN通信。

進一步地，所述姿態傳感器的型號為RTES-MOTES。