[发明专利]用于塔式起重机的回转机构控制系统

说明书

技术领域

本发明属于起重机制造技术领域，具体涉及一种用于塔式起重机的回转机构控制系统。

背景技术

塔式起重机回转机构是为塔机回转提供动力的传动装置，该装置一般是由带制动器的电机、行星减速器、小齿轮、回转限位器等组成；由于塔式起重机回转机构是拖动塔吊上部的整体，其重量少则几十吨，多则上百吨，大臂的长度多在60米以上，一般要求要在十秒钟左右要达到全速运转，也要在12秒左右稳定的停止。在运行中停车时，虽然回转电机失去电源停止运行，但塔机前臂、后臂仍然在巨大的回转惯性作用下继续减速回转运行，短时间造成吊物滑越目的地，而无法准确落下，这就要求塔机操作人员要根据经验提前一段距离连续点动停车。大多数的塔机采用了两套回转机构，对称地分布于回转支承两边，两台电机为硬性连接。由于塔式起重机回转机构控制的特殊性：回转机构是塔机惯性冲击影响最直接的传动机构，臂架越长，影响越突出。目前塔式起重机的回转机构控制方式大致分为以下几种，第一、线绕试电机加液力耦合器控制；第二、(OMD)滑差电机控制；第三、(RCV)力矩电机调压加涡流控制；第四、线绕试电机加涡流控制。以上的控制方式存在如下不足：(1)经常发生减速箱输出轴扭断故障，严重影响此设备的正常运行，增加了维修成本和维修次数；(2)启动严重不平稳，对塔身冲击较大，严重威胁着钢结构的运行安全，降低设备本身的使用寿命；(3)在停车时塔身扭动严重，偶有抖动现象，使塔吊司机明显感觉运行不平稳；(4)电器控制件容易损坏，配件费用高；(5)整机扭摆冲击大，电机断电后臂架溜车时间长，就位很困难，回转减速机容易损坏。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了一种新型塔式起重机回转机构，其发明宗旨在于：在塔式起重机起、止过程中实现匀加速，做到防摇摆控制与定位控制，防止速度突变问题，实现对电机全过程的可调控制，最大限度降低因应力突然释放而造成塔身抖动。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用以下技术方案：

本发明包括电机系统、驱动系统和通讯系统，所述电机系统包括两个电机、两个制动控制器和两个断路器；所述断路器的一端通过三条电源线与驱动系统相连，其另一端和电机相连；所述制动控制器的一端通过两条制动器通信线与通讯系统的输出端相连，其另一端通过电源线与电机相连。

所述驱动系统包括矢量控制模块和防摇摆控制模块，所述矢量控制模块采用矢量控制方式对电机进行驱动和制动。

所述防摇摆控制模块通过预先输出相应的响应电流在低速或零速时对电机的力矩进行控制。

所述通讯系统包括两根RS485总线，一个数据输入口和一个数据输出口；所述RS485总线与所述驱动系统相连；所述数据输入口一端和外部数据输入模块相连，另一端和所述驱动系统相连，所述数据输出口一端和驱动系统相连，另一端和所述电机系统以及外围设备相连。

所述矢量控制方式是基于定子磁通估算的象限补偿无速度传感器矢量控制策略进行控制，在低频以及低压的象限和区域内，给电机以转距补偿，达到低频或者零速下的高转距。

所述通讯系统的数据输出口能够提供模拟量和数值量信号的输出。

所述模拟量的输出的电流范围为4～20MA。

所述模拟量的输出的电压范围为0～10V。

所述通讯系统能够将驱动系统的制动器吸合信号发送给电机系统中的制动器。

所述通讯系统的总线结构可以为Profiubs通讯方式。

所述通讯系统的总线结构可以为MODBUS通讯方式。

所述驱动系统能够对电机进行参数自学习。

所述驱动系统能够给电机提供重荷启动转矩。

本发明与传统控制系统相比，具有以下5方面的优点：

(1)能够实现在起、止过程中实现匀加速，最大限度的降低应力的突然释放而造成的塔身抖动；

(2)能够做到防摇摆控制与定位控制，不存在速度的突变的问题；

(3)能够实现对电机的运行到停止全过程的可调控制；

(4)能够消除因电机速度突变对减速箱的冲击，最大限度的保护变速箱，同时减小对塔身钢结构的冲击；

(5)能够最大限度的延长塔吊的使用寿命，并节约电能。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明的回转机构控制电路示意图。

图2本发明的驱动系统结构示意图。

图3为本发明的矢量控制原理示意图。

图4为本发明通讯系统电路示意图。