[发明专利]重型起重机零速转矩控制方法

说明书

技术领域

本发明属于起重机制造技术领域，具体涉及一种重型起重机零速转矩控制方法。

背景技术

重型起重机是起重机行业中安全性能要求最高的设备.其中起升机构是作为整个系统结构中最为关键、技术要求高且安全性也要求高的系统。

对重型起重机的提升机构而言，防止溜钩是非常重要也是最为关键的要求，实现这个是要求就要做到(1)驱动系统应具有大的启动转矩，通常超过150％的额定转矩，若考虑超载实验等因素，至少应在起动加速过程中提供200％的额定转矩，(2)由于机械制动器的存在。就必须使驱动系统的输出转矩与机械制动器的制动转矩平滑切换，不能产生溜钩现象，因此驱动系统的启动信号与机械制动器动作信号的控制时序也是非常重要的。

目前重型起重机的驱动系统在低速以及零速的控制系统不是很好，无法在低速甚至是零速情况下输出较大的转矩，这样就很有可能造成(1)无法启动(2)停车时容易溜钩(3)中途再次启车时容易溜钩(4)由正转快速转换到反转的时候遇到过零位时会容易溜钩。目前重型起重机处理零速以及低速存在的问题的时候，采用以下方法：

针对启动驱动系统力矩不足而无法启动负载，通过提高驱动系统的容量，即通过扩档来提高驱动系统的驱动能力，驱动系统一般会被放大2档，这样就会极大的增加成本。

针对过零位容易溜钩的现象，则选择加装轴编码与驱动系统形成闭环系统来防止溜钩。但若正反的速度切换过快，依然会有溜钩的可能性

针对停车时候容易溜钩，一般采用在驱动系统能输出转矩的高速度状态下对电机进行抱闸处理。但这样就会在电机以及制动系统造成极大的冲击，一方面会极大的影响机械的使用寿命，另外一方面也会使驱动系统经常会过载。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了重型起重机零速转矩控制方法，其发明宗旨是基于重型起重机在低转速或者零转速情况下设计出的零速转矩控制方法，避兔零位溜钩现象发生，并有效解决启动驱动系统力矩不足问题。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用以下技术方案：

本发明实时检测负载电机的转矩及转速，低速或零速时向电机输出高转矩，其包括过零转矩控制方法、大转矩输出控制方法和抱闸时序控制方法；

所述过零转矩控制方法采用过零计算数学模型，实时调整和计算电机的运行参数；

所述大转矩输出控制方法采用以定子磁通估算为核心的矢量控制模型对电机进行转矩补偿。

所述抱闸时序控制方法通过调节励磁的时间使电动机的起动与机械制动器的释放时间相配合，并将采集的信号经过程序计算后发出精确控制时序，进行内置抱闸控制。

所述过零计算数学模型包括磁通调节单元、电流控制单元、驱动运算单元和辅助电流估算单元。

所述过零转矩控制方法采用TMS320C32控制芯片进行控制。

所述矢量控制模型包括速度控制单元、磁通控制单元、空间矢量调节单元、电流控制单元、电压计算单元、定子磁通估算单元和速度估算单元。

所述转矩补偿在给出松闸信号前向电机输出负载所需的转矩电流。

所述转矩电流经过定子磁通估算单元计算后获得。

所述内置抱闸控制通过检测电机的转矩以及转速发送制动信号。

本发明与传统控制系统相比，具有以下三方面的优点：

(1)能够实现在起、止动过程中实现匀加速；

(2)内置抱闸功能提高了电气机械系统的可靠性；

(3)能够避免溜钩现象，最大限度地确保设备安全，并延长设备使用寿命。

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为本发明的过零计算数学模型结构示意图。

图2本发明的以定子磁通估算为核心的矢量控制模型结构示意图。

图3为本发明的电机启动时松闸状态示意图。

图4为为本发明的电机停止时抱闸状态示意图。

图中，1.磁通调节单元；2.电流控制单元；3.驱动运算单元；4.辅助电流估算单元；5.速度控制单元；6.磁通控制单元；7.电机；8.空间矢量调节单元；9.电流控制单元；10.电压计算单元；11.定子磁通估算单元；12.速度估算单元；A为系统启动时间点；B为电机转矩响应抱闸控制时间点；C为电机松闸响应时间点；D为系统抱闸信号时间点；E为抱闸驱动信号时间点。

具体实施方式

参阅图1所示，为本发明的过零转矩控制方法的过零计算数学模型示意图包括磁通调节单元1、电流控制单元2、驱动运算单元3和辅助电流估算单元4。