[发明专利]马达压力切断控制系统及应用该系统的起重机

说明书

技术领域

本发明涉及液压马达控制技术，具体涉及一种马达压力切断控制系统及应用该系统的起重机。

背景技术

现有自行式起重机械的吊重作业，大多采用马达驱动卷扬。首先，通过马达将压力能转化为机械能以扭矩形式输出，再通过卷扬钢丝绳将将扭矩转化为钢丝绳拉力将重物提起；上述一系列转化中，马达起到能量转化的作用。众所周知，马达输出扭矩可由公式T＝PV来表达，其中，P为压力，V为马达排量，压力由负载决定，即由吊重量决定；而马达排量是可变量，由马达排量比例控制电磁阀的输入电流决定。

请参见图1，该图是现有技术中一种典型液压马达的液压原理图。

如图1所示，马达处于初始状态时，此状态下没有压力油通过A/B口，在弹簧1的作用下，即马达处于最大排量。当马达排量比例控制电磁铁2通电时，马达排量逐渐变小，与此同时马达速度增高；也就是说，马达排量比例控制电磁铁的输入电流越大，马达排量越小，输出转速越高。

然而，当起重机械的吊重量达到一定值时，需要PV的乘积必须大于等于该定值，才能将重物吊起。显然，由于压力P是由吊重量决定的，因而此工况下只有调整马达排量V值才能满足上述作业条件。

以上分析中存在两个相互矛盾的需求：一方面，吊重量较大时，马达排量比例控制电磁铁输出电流越大要求排量越小；另一方面，基于公式T＝PV，要求马达排量V必须大于一定值时才能将重物吊起。以上矛盾促使了压力切断的产生，即只要吊重量产生的压力P值大于某一压力切断设定值，马达就处于最大排量(两点式)或某一趋向于最大排量的值(渐进式)，满足吊重的需求，从而可最大限度的保证起升系统的安全性。

目前，马达压力切断控制方式中一般采用液压控制方式，主要有两种方式：

1、液控两点式。当负载压力达到压力切断设定值P1时，马达迅速的由现有排量变至最大排量，此时控制曲线为一直线。即，马达排量非大即小，如图2所示。该控制方式由于存在排量突变直接造成转速突变，从而在吊重作业时产生冲击。甚至有可能造成吊重的损坏，影响整机的稳定性。

2、液控渐变式。当负载压力达到压力切断设定值P1时，此时马达排量渐进的变至最大排量，控制曲线为有一定斜率的曲线。即，压力切断起作用时，由小排量至大排量是一个渐变、缓冲过程，如图3所示。显然，该控制方式优于两点式，但是，在对马达性能要求愈来愈高的今天，液控渐变式控制方式较为单一，已经逐渐不能满足控制的多样性和灵活性。

有鉴于此，亟待针对现有液控马达切断方式进行优化设计，以便于在满足工作稳定性要求的基础上，提升系统控制功能。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种马达压力切断控制系统，以满足控制的多样性和灵活性的要求，提升系统的控制功能。在此基础上，本发明还提供一种应用该控制系统的起重机。

本发明提供的马达压力切断控制系统，用于采用比例控制电磁阀控制排量的液压马达，该控制系统包括信号获取装置和控制器；其中，所述信号获取装置用于获取所述液压马达的负载压力信号；所述控制器用于接收所述液压马达的负载压力信号，并根据该负载压力信号输出增大马达排量的控制信号至所述比例控制电磁阀。

优选地，所述信号获取装置实时输出负载压力信号至所述控制器，所述控制器根据所述负载压力信号中的压力切断信号按预设增益曲线输出所述控制信号至所述比例控制电磁阀。

优选地，所述预设增益曲线的初始段和终止段的增益斜率均大于中间段的总增益斜率。

优选地，所述预设增益曲线的初始段、中间段和终止段之间均为圆滑曲线过渡。

优选地，所述预设增益曲线的中间段由增益不同的多段构成。

优选地，所述增益不同的多段之间均为圆滑曲线过渡。

优选地，所述信号获取装置为压力传感器。

优选地，所述信号获取装置输出所述负载压力信号中的压力切断信号至所述控制器，所述控制器根据该压力切断信号输出所述控制信号至所述比例控制电磁阀。

优选地，所述控制器根据此状态下的马达排量值与马达最大排量确定多个中间排量值，并根据压力切断信号依次输出与所述多个中间排量值对应的控制信号至所述比例控制阀。

优选地，所述控制信号在增加排量与减小排量之间循环转换，且所述减小排量的信号值依次呈逐渐减小的趋势变化，直至排量达到马达压力切断的平衡点。

优选地，所述信号获取装置为压力继电器。

本发明提供的起重机，其卷扬起升系统包括液压马达，所述液压马达采用比例控制电磁阀控制排量，还包括如前所述的马达压力切断控制系统。