起重機抓斗升降與開閉協調控制系統及其控制方法
2023-04-27 08:57:16 2
專利名稱：起重機抓斗升降與開閉協調控制系統及其控制方法
起重機抓斗升降與開閉協調控制系統及其控制方法 [技術領域]
本發明涉及起重技術，尤其是一種起重機抓斗升降與開閉協調控 制系統及其控制方法。
現有的抓斗起重機系統，其主驅動電機(抓斗開閉電機、抓斗升 降電機)採用轉子迴路串電阻調速工作方式(如
圖1),在抓斗起重機 沉抓、起升的過程中，抓斗升降、開閉電動機容易出現受力不均勻的 情況，需要起重機操作工靠經驗點動調整抓斗升降及抓斗開閉鋼絲繩 的鬆緊度，並掌握抓斗升降電機投入運行的時機。如果掌握得不好，
如抓斗開閉電機的鋼絲繩太松，易造成抓斗漏料；如抓斗升降電機的 鋼絲繩太松，則抓斗開閉電機單獨受力過載，容易引起電機損壞或鋼 絲繩斷裂而造成事故。此操作過程要求起重機操作工具有豐富的操作 經驗和高超的操作技巧，而且需要起重機操作工精神集中，勞動強度 大。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。 圖1是現有技術起重機抓斗升降與開閉控制系統的原理圖。 圖2是本發明實施例1起重機抓斗升降與開閉協調控制系統的原 理圖。
圖3是本發明實施例1起重機抓斗升降與開閉協調控制系統的工 作流程圖。
圖4是本發明實施例2起重機抓斗升降與開閉協調控制系統的工作流程圖。
本發明起重機抓斗升降與開閉協調控制系統實施例1的原理如圖
2所示。升降與開閉協調控制器主要由外圍信號輸入電路、可編程序控 制器。外圍信號輸入電路用於接收由起重機操作手柄發出的控制信號； 可編程序控制器內置抓斗起重機運行邏輯，通過外圍信號輸入電路接 收操作手柄發出的動作命令，然後根據動作命令的要求，並通過串行 通訊與開閉電機、升降電機變頻器進行數據交換獲得變頻器當前的運 行數據(包括電機轉速、電機轉矩、變頻器工作模式等實際數據)，自 動判斷升降繩和開閉繩的狀態，然後按照圖3所示的動作邏輯，向變 頻器發出改變轉速或改變轉矩等控制命令，使升降電機和開閉電機的 運行得到很好的協調。實現抓斗起重機升降和開閉協調控制所需的邏 輯控制功能。升降與開閉協調控制器使原來獨立工作於速度模式的升 降電機和開閉電機可以在該控制器的控制下按照一個內置的工作邏輯 協調工作，從而確保了抓斗起重機在閉鬥抓料和提升過程中不漏料、 電機負荷平衡、鋼絲繩和電機不過載，不會出現生產事故，同時還可 以降低起重機操作工的勞動強度。
本發明起重機抓斗升降與開閉協調控制系統實施例1的工作過程 如圖3所示
抓斗起重機在抓料提升作業初期，開閉及升降的鋼絲繩都是放鬆 的，使整個抓斗張開落在料堆上；
開始抓料時，操作工通過操作手柄發出抓斗閉合命令，開閉電機開始運行，開閉鋼絲繩開始慢慢收緊，抓斗開始閉鬥抓料，開閉電機 負載轉矩逐漸增大，當轉矩達到一定的值(該值根據負載電機的額定 轉矩大小設定)以後，控制器根據轉矩的逐漸增大而逐漸降低開閉電
機的轉速(一般降速幅度不高於額定轉速的30% )，並自動將升降電機 變頻器的工作模式由速度控制模式切換至轉矩控制模式；
操作工觀察到抓斗基本閉合後，操作升降電機操作手柄，發出提 升命令，升降電機啟動並工作在轉矩控制模式下，升降電機變頻器的 轉矩給定值由控制器從開閉電機變頻器讀取並發送至升降電機變頻 器。這時，由於升降鋼絲繩是松的，升降電機會迅速升速至額定轉速 運行。由於此時開閉電機的運行速度已低於給定速度，因此兩個電機 的速度差將造成升降鋼絲繩越來越緊，升降電機的轉矩也越來越大， 同時，開閉電機的轉矩逐漸減小、速度逐漸增大至給定轉速。當升降 電機轉矩與開閉電機轉矩基本平衡時，升降電機的轉速也回到給定轉 速，使升降電機與開閉電機的轉矩和轉速都達到平衡(轉矩相同，速 度同步)，平均分擔抓斗負荷，抓斗在上升過程中始終保持在閉合狀態， 不再出現漏料、鋼絲繩鬆緊不一的現象。
本發明起重機抓斗升降與開閉協調控制系統實施例2的原理和工 作過程與實施例1的差別在於，起重機抓斗升降與開閉協調控制系統 的抓斗上裝有抓斗閉合傳感裝置，抓斗閉合傳感裝置當抓斗接近完全 閉合或完全閉合時，向升降與開閉協調控制器發出提升信號，自動地 啟動抓斗升降電動機，進一步降低起重機操作工的勞動強度，並防止 事故的發生。
權利要求
1.一種起重機抓斗升降與開閉協調控制系統，包括抓斗、手動控制器、抓斗升降電動機、抓斗開閉電動機，其特徵在於，包括升降與開閉協調控制器、升降電動機變頻器和開閉電動機變頻器，所述的升降電動機變頻器向抓斗升降電動機供電，所述的開閉電動機變頻器向抓斗開閉電動機供電；所述的手動控制器向升降與開閉協調控制器輸入動作指令，升降與開閉協調控制器通過升降電動機變頻器、開閉電動機變頻器分別控制抓斗升降電動機和抓斗開閉電動機協調工作。
2. 根據權利要求1所述的起重機抓斗升降與開閉協調控制系統，其特 徵在於，所述的升降與開閉協調控制器包括外圍信號輸入電路和可 編程序控制器。
3. 根據權利要求1所述的起重機抓斗升降與開閉協調控制系統，其特 徵在於，在所述的抓斗上裝有抓斗閉合傳感裝置，所述的抓斗閉合 傳感裝置當抓斗接近完全閉合或完全閉合時，向升降與開閉協調控 制器發出提升信號。
4. 一種權利要求1所述起重機抓斗升降與開閉協調控制系統的控制方 法，其特徵在於，包括以下步驟a.按照抓斗閉合命令，抓斗開閉電動機啟動並按速度控制模式工 作，閉合抓斗；當開閉電動機的轉矩達到設定值時，抓斗開閉電動 機降低轉速，按低於給定速度的轉速工作；b. 按照抓斗提升命令，抓斗升降電動機啟動並在轉矩控制模式下工作，提升抓斗；c. 二臺電動機轉速一致，轉矩平衡，共同提升抓斗。
5. 根據權利要求4所述的控制方法，其特徵在於，在步驟b中，抓斗 升降電動機啟動後，抓斗升降電動機變頻器的轉矩給定值由升降與電動才幾變頻器。
6. 根據權利要求4所述的控制方法，其特徵在於，在步驟a中，當抓 鬥開閉電動機的轉矩達到設定值時，根據轉矩的進一步增大而逐漸 降低抓斗開閉電動機的轉速，降速幅度不大於額定轉速的30%。
7. 根據權利要求4所述的控制方法，其特徵在於，所述的起重機抓斗 升降與開閉協調控制系統的抓斗上裝有抓斗閉合傳感裝置，所述的 抓斗閉合傳感裝置當抓斗接近完全閉合或完全閉合時，向升降與開 閉協調控制器發出提升信號，啟動抓斗升降電動機。
全文摘要
本發明公開了一種起重機抓斗升降與開閉協調控制系統及其控制方法。起重機抓斗升降與開閉協調控制系統包括升降與開閉協調控制器、升降變頻器和開閉變頻器，升降變頻器向升降電動機供電，開閉變頻器向開閉電動機供電；升降與開閉協調控制器通過升降變頻器、開閉變頻器分別控制升降電動機和開閉電動機協調工作。本發明使原來獨立工作於速度模式的升降電機和開閉電機可以在該控制器的控制下按照一個內置的工作邏輯協調工作，從而確保了抓斗起重機在閉鬥抓料和提升過程中不漏料、電機負荷平衡、鋼絲繩和電機不過載，不會出現生產事故，還可以降低起重機操作工的勞動強度。
文檔編號B66C13/32GK101559904SQ20091010701
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月28日 優先權日2009年4月28日
發明者李瑞常, 羅自永 申請人:深圳市庫馬克新技術股份有限公司