[发明专利]变频调速的矿用电铲挖掘作业系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿用电铲，尤其涉及一种变频调速的矿用电铲挖掘作业系统及控制方法。

背景技术

矿用电铲主要用于露天矿的开采，类型为正铲。矿用电铲的工作特点是电铲由下向上强制切土，挖掘力大，工作效率高，但在遇到较大阻力时，提升转速就会大幅下降，此种现象一般称为“堵转现象”。这时就需电铲司机操作控制器，控制推压停止或推压杆回抽，才能完成装车，由于存在这种“停滞以及回抽”的操作，使得装车动作不连贯，司机的劳动强度较大，且影响电铲的效率。

现有的矿用电铲虽然在机械设计时充分考虑了提升力和推压力的配合，但它只是按特定位置以及特定载荷得出的结果，在不同的工况和环境下，这种按特定位置以及特定载荷设计的电铲，不适用所有工况，使得电铲的工作过程依然存在上述问题。

发明内容

本发明要解决现有的矿用电铲的堵转问题。

本发明的变频调速的矿用电铲挖掘作业系统，一推压电机，用于控制电铲的推压机构动作；一提升电机，用户控制电铲的提升机构动作；一提升电机变频器，用于控制该提升电机；一推压电机变频器，用于控制该推压电机；一PLC，与操作台以及变频器连接，用于根据操作台的指令，控制该推压电机变频器以及该提升电机变频器；其中，该推压电机变频器控制该推压电机的输出力矩，该推压电机的输出力矩的限幅值为：

T_推压限幅=T_额定    V_推给≤0或V_提给≤0  (2)

其中，V_提给为该提升电机的预设转速，V_提给>0时提升向上；V_推给为该推压电机的预设转速，V_推给>0时推压向前；V_提实为提升电机的实际转速，V_提额定为该提升电机的额定转速，T_推压限幅为推压电机的输出力矩限幅值，T_额定为推压电机的额定力矩，K₁与K₂为大于0的比例系数。

本发明变频调速的矿用电铲挖掘作业系统的一实施例，其中，该PLC能够获得该V_提给以及V_提实，并计算该T_推压限幅，并根据该T_推压限幅的计算结果，向该推压电机变频器发送控制指令，以控制该推压电机的输出力矩。

本发明变频调速的矿用电铲挖掘作业系统的一实施例，其中，还包括回转电机，用于控制电铲的回转机构动作；回转电机变频器，用于控制该回转电机。

本发明变频调速的矿用电铲挖掘作业系统的一实施例，其中，该推压电机变频器控制该推压电机的转速，该推压电机变频器转速实际给定值V推变给为：

V_推变给=0～-100%V_额定，V_提给>0，V_推给>0，T_推压限幅<10%  (3)

V_推变给=V_推给，  V_推给≤0或V_提给≤0或T_推压限幅≥10%  (4)

其中，上述公式(3)中0～-100%V_额定表示V_推变给在0～-100%V_额定范围内由该PLC进行一具体值的设定。

本发明变频调速的矿用电铲挖掘作业系统的一实施例，其中，1>K₁>0.4且1>K₂>0.6，挖掘物料硬度越大，K₁与K₂的值越大。

本发明变频调速的矿用电铲挖掘作业系统的一实施例，其中，该电铲向前推压时，该提升电机速度差控制该推压电机的推压力矩限幅。

本发明还提供了一种变频调速的矿用电铲挖掘作业的控制方法，其中包括：通过推压电机控制电铲推压动作；通过提升电机控制电铲提升动作；通过推压电机变频器控制推压电机；通过提升电机变频器控制提升电机；其中，控制该推压电机的输出力矩为：

T_推压限幅=T_额定    V_推给≤0或V_提给≤0  (2)