[发明专利]塔机变幅机构变频调速控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塔机变幅机构变频调速控制系统及控制方法。

背景技术

目前，塔式起重机的变幅机构是为塔机吊载行为改变作业半径(变幅)提供水平运动动力的传动装置，该装置主要由电机、减速箱、卷筒、以及变幅控制系统等构成，由于塔机变幅范围大(通常0-50/60米)、运行速度快，在变幅过程中对吊重产生的冲击比较大；就塔机变幅机构的调速控制技术而言，变幅机构多采用自耦变压器分档带动双速或三速电机来实现变幅机构调速，这些调速方式均不能实现平滑调速，且对传动机构冲击较大，由于上述调速方式属全功率调速，会造成设备运行能耗大、可靠性降低、故障率升高、维护成本增高、维护困难等问题。为了克服这些问题，现有技术中也有采用更先进的变频调速技术的，但其变幅电机调速多采用档位控制方式，设定档位频率，采用档位给定的频率来实现梯级变频的效果，档位间速度是阶梯性的，无法实现变幅电机的平滑无级调速。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种塔机变幅机构变频调速控制系统及控制方法，采用电流控制无级调速方式，使塔机变幅机构在司机操控下，可以平滑地从零速稳定地升到最高速度，从最高速度到零速调整也相同，这样就提高了塔机的整机工作效率和工作稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种塔机变幅机构变频调速控制系统，包括联动台、限位信号采集装置、PLC控制器和变频器；其中：所述限位信号采集装置、变频器分别与PLC控制器相连，所述变频器分别与联动台和变幅机构的变幅电机连接，所述联动台、变频器、变幅机构的变幅电机、减速机和滚筒构成一个顺控回路。

进一步地，所述联动台还设置有电流调速模块，用于将联动台的手柄位置信息转换为4-20mA的电流信号，通过变频器模拟量输入端进入变频器，变频器编码分别对应输出0-50Hz之间的不同频率。

进一步地，在PLC控制器和变频器之间通过低速电阻回路开关并联有低速电阻支路。

本发明还提供了一种塔机变幅机构变频调速控制方法，包括如下步骤：

步骤一、限位信号采集装置将采集到的限位信号传送给PLC控制器；

步骤二、PLC控制器进行判断并根据不同的判断结果发出不同的控制信号给变频器，使变频器带动变幅电机执行向前或者向后动作：

(1)当吊钩水平位置位于大幅远端区或小幅近端区时，则PLC发出信号使低速电阻回路开关接通并联电阻支路，从而使进入变频器模拟量控制回路的电流按照并联分流的阻流关系减少，使变幅电机的转速降低；

(2)当吊钩水平位置位于大幅远端限位区且变幅电机正处于向前运行状态时，则PLC发出信号向前输出点切断输出，从而使变频器的正转方向输入切断，变频器停止运行，变频器输出控制的变幅电机停止运转；当吊钩水平位置位于小幅近端限位区且变幅电机正处于向后状态时，则PLC发出信号向后输出点切断输出，从而使变频器的反转方向输入切断，变频器停止运行，变频器输出控制的变幅电机停止运转；

(3)当吊重向前运行过程中，力矩逐渐增加，触发力矩减速限位时，则PLC发出信号使低速电阻回路开关接通并联电阻支路，从而使进入变频器模拟量控制回路的电流按照并联分流的阻流关系减少，使变幅电机的转速降低；

(4)当力矩超过塔机载荷特性曲线的最大值时，则PLC发出信号使向前输出点切断输出，变频器向前方向输入切断，变频器停止运行，变频器输出控制的变幅电机向前运行停止。

进一步地，当吊钩水平位置距离大幅远端区或小幅近端区不足一米且变幅电机的速度为高速状态时，则PLC发出信号使低速电阻回路开关接通并联电阻支路，从而使进入变频器模拟量控制回路的电流按照并联分流的阻流关系减少，使变幅电机的转速降低。

进一步地，当吊钩水平位置距离力矩超过塔机载荷特性曲线的最大值不足一米且变幅电机的速度为高速状态时，则PLC发出信号使低速电阻回路开关接通并联电阻支路，从而使进入变频器模拟量控制回路的电流按照并联分流的阻流关系减少，使变幅电机的转速降低。

进一步地，所述变频器对变幅电机的变速控制方法为：当变幅电机的实际转速低于联动台手柄位置决定的预期速度时，变频器继续增加频率输出，使变幅电机的实际转速继续增加；最终当变幅电机的实际转速和联动台手柄位置决定的预期速度一致时，变频器频率输出稳定并保持；并且这种保持的频率和联动台手柄的位置是吻合的。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

1、联动台控制手柄位置决定输出电流的大小，并直接控制变频器频率输出。