專(zhuān)利名稱(chēng)：交流變頻輪胎起重機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種起重機(jī)，特別是一種交流變頻輪胎起重機(jī)。
技術(shù)背景-現(xiàn)有港口輪胎起重機(jī)所用動(dòng)力為柴油機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電作為各工 作機(jī)構(gòu)的直流電動(dòng)機(jī)的電源。直流電動(dòng)機(jī)由于有機(jī)械式換向器致使直流電 動(dòng)機(jī)成本高、維護(hù)麻煩、使用環(huán)境受到限制。相對(duì)直流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng) 機(jī)，特別是鼠籠異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，堅(jiān)固耐用，運(yùn)行可靠， 維護(hù)方便，慣性小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)近幾年交流調(diào)速的研究，特 別是交流變頻器技術(shù)的成熟應(yīng)用，為港口輪胎起重機(jī)采用交流電動(dòng)機(jī)提供 了條件。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有節(jié)能環(huán)保和價(jià)格低的交流變頻輪胎 起重機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，交流變頻輪胎起重機(jī)，包括柴油機(jī)發(fā) 電機(jī)組，起升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)，其特征在于柴油 機(jī)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)；氣泵電機(jī)、油泵電機(jī)、起升電機(jī)及其 風(fēng)機(jī)電機(jī)、制動(dòng)器電機(jī)、回轉(zhuǎn)電機(jī)及其風(fēng)機(jī)電機(jī)、變幅電機(jī)及其風(fēng)機(jī)電機(jī)、 制動(dòng)器電機(jī)和兩臺(tái)變頻器分別與柴油機(jī)交流發(fā)電機(jī)組的電源或電網(wǎng)電源連 接，可編程序控制器PLC電源由柴油機(jī)交流發(fā)電機(jī)組或電網(wǎng)的三相電源經(jīng) 隔離變壓器后產(chǎn)生的AC220V提供，行走電機(jī)和起升電機(jī)通過(guò)斷路器分別 與一個(gè)變頻器的輸出端連接，變幅電機(jī)與另一個(gè)變頻器的輸出端連接，左、 右控制臺(tái)分別與可編程序控制器的輸入模塊連接，該可編程序控制器的輸 出模塊分別與兩臺(tái)變頻器的調(diào)速端口連接。變頻器與電源之間的電路上串 接有交流電抗器。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較具有節(jié)能環(huán)保和價(jià)格低的顯 著優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的主視圖，圖2是圖1去掉吊臂和變幅機(jī)構(gòu)的俯視圖，圖3是本實(shí)用新型的電原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有港口輪胎起重機(jī)的起升、回轉(zhuǎn)、行駛、吊臂 變幅所用直流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)的成本高、維修不方便，而且不能利用港 口現(xiàn)有交流電源，所造成的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。為此，本實(shí)用新型 將直流發(fā)電機(jī)改為交流發(fā)電機(jī)及起升、回轉(zhuǎn)、行駛和吊臂變幅的直流電機(jī) 變?yōu)榻涣麟姍C(jī)。采用交流電機(jī)，可以用現(xiàn)有變頻技術(shù)方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速， 現(xiàn)結(jié)合以上附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型港口輪胎起重機(jī) 的機(jī)械部分與現(xiàn)有輪胎起重機(jī)的行走機(jī)構(gòu)9、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2、變幅機(jī)構(gòu)3、起升機(jī)構(gòu)6、吊臂7和吊鉤8相同，所改變的部分是將柴油機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電 機(jī)的直流發(fā)電機(jī)變?yōu)榻涣靼l(fā)電機(jī)組成柴油交流發(fā)電機(jī)組1，所產(chǎn)生的380 伏交流電作為本實(shí)用新型輪胎起重機(jī)各驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的交流電動(dòng)機(jī)的電源。由 于一般的港口都具有交流電源，因而這種輪胎起重機(jī)在港口作業(yè)區(qū)內(nèi)作業(yè) 時(shí)可以利用港口的電網(wǎng)提供的交流電源，而不需要柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī) 工作，只是當(dāng)起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)作長(zhǎng)距離移動(dòng)時(shí)才需要發(fā)電機(jī)組提供電能，因此， 此起重機(jī)具有節(jié)能、環(huán)保的效果。本實(shí)用新型設(shè)有電網(wǎng)接線柜4，將港口 電網(wǎng)上的電源與電控柜5連接，在電網(wǎng)接線柜外可設(shè)置電纜巻筒，為起重 機(jī)在港口作業(yè)區(qū)移動(dòng)提供足夠長(zhǎng)度的電纜。本實(shí)用新型的電控制原理是，本實(shí)用新型采用現(xiàn)有交流變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn) 電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，本實(shí)用新型采用兩臺(tái)交流變頻器，其型號(hào)分別是 ATV71HD75N4， ATV71HD55N4，其中ATV71HD75N4變頻器作起升和行 走電動(dòng)機(jī)調(diào)速，因?yàn)槠鹬貦C(jī)在移動(dòng)時(shí)不作起重作業(yè)，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)不會(huì)同時(shí) 啟動(dòng)，另一臺(tái)變頻器用于變幅電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。Ml氣泵電機(jī)、M2油泵電機(jī)， SM回轉(zhuǎn)電機(jī)，HMF起升電機(jī)風(fēng)機(jī)電機(jī)、HMY制動(dòng)器電機(jī)、SMF回轉(zhuǎn)電 機(jī)風(fēng)機(jī)電機(jī)、SMY制動(dòng)器電機(jī)、LMF變幅風(fēng)機(jī)電機(jī)、LMY變幅機(jī)構(gòu)制動(dòng) 器電機(jī)及兩臺(tái)變頻器分別通過(guò)斷路器Q5、 Q6、 Q7、 Q8、 Q9、 QIO、 Qll 和Q12與港口電網(wǎng)電源或柴油交流發(fā)電機(jī)組的電源連接，在變頻器輸入端 串接有HL交流電抗器，可以抑制變頻器輸入的諧波電流，改善功率因數(shù)。 可編程序控制器PLC電源由柴油交流發(fā)電機(jī)組或電網(wǎng)電源中的三項(xiàng)電源經(jīng)隔離變壓器后產(chǎn)生的AC220V提供。左、右控制臺(tái)的輸出端分別與PLC 的輸入模塊連接，PLC的輸出模塊分別與兩臺(tái)變頻器連接。ATV71HD75N4 變頻器的輸出端分別與起升電機(jī)和行走電機(jī)連接，另一臺(tái)變頻器的輸出端 與變幅電機(jī)連接。本起重機(jī)可采用柴油機(jī)一交流發(fā)電機(jī)組或接公網(wǎng)電兩種方式供電，其 電能通過(guò)斷路器和交流接觸器分配到各機(jī)構(gòu)。電氣系統(tǒng)由總電源部分，機(jī)構(gòu)控制、輔助部分及安全保護(hù)裝置組成。 1總電源部分1.1柴油機(jī)與交流發(fā)電機(jī)同軸運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速可由調(diào)速器FC調(diào)節(jié)，調(diào)定 在1450r/min至1500r/min，以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓為400V±5% (三 相四線制)、頻率50HZ的目的。司機(jī)室左前角有搭鐵開(kāi)關(guān)，司機(jī)上機(jī)后踩 下搭鐵開(kāi)關(guān)電瓶才能供電，扭動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)到啟動(dòng)狀態(tài)，才能啟動(dòng)柴油機(jī)； 司機(jī)下車(chē)要松開(kāi)搭鐵開(kāi)關(guān)。1.2交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電由各機(jī)構(gòu)斷路器和交流接觸器提供給各 機(jī)構(gòu)。1.3各機(jī)構(gòu)輔助部分及PLC控制電源由變壓器T1提供。2機(jī)構(gòu)控制 2.1起升機(jī)構(gòu)2丄1 采用一臺(tái)變頻電機(jī)HM;變頻器HINV和速度控制卡HPG對(duì)電 機(jī)HM進(jìn)行調(diào)速,由司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)上的主令控制器的檔位來(lái)決定電動(dòng)機(jī)運(yùn) 行的不同速度，主令控制器的正反方向均設(shè)四檔，對(duì)稱(chēng)控制，各檔速度分 別為10%、 35%、 60%、 100% (110%)額定速度。其中第四檔可由轉(zhuǎn)換 開(kāi)關(guān)切換為空鉤高速檔。系統(tǒng)采用主令檔位給定開(kāi)關(guān)量，輸入至PLC的 輸入模塊，經(jīng)軟件處理后再由PLC的輸出模塊輸出的開(kāi)關(guān)量控制變頻器 的調(diào)速端口，變頻器即可輸出不同的速度，從而達(dá)到調(diào)速控制。其各檔速 度可以在變頻的內(nèi)部任意設(shè)定，以滿(mǎn)足不同的調(diào)速要求。斷路器控制變頻 器HINV主電源通斷；交流電抗器HL抑制變頻器HINV輸入的諧波電流， 改善功率因數(shù)；制動(dòng)電阻用于吸收電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)產(chǎn)生的電能,縮短大慣量負(fù)載斷電后停車(chē)時(shí)間。斷路器Q8 (—般為閉合狀態(tài))和交流接觸器控制變 頻電機(jī)風(fēng)機(jī)HMF主電源；斷路器Q8 (—般為閉合狀態(tài))和交流接觸器控 制起升制動(dòng)電機(jī)HMY。2丄2控制電路由可編程序控制器PLC和變頻器HINV組成，其控制 原理采用可編程序控制器PLC輸入模塊的輸入點(diǎn)分別作為起升機(jī)構(gòu)限 位、下降、起升、變頻器控制、檢測(cè)、故障輸出、機(jī)構(gòu)保護(hù)、電機(jī)調(diào)速的 輸入信號(hào)。利用可編程序控制器PLC輸出模塊的輸出點(diǎn)控制中間繼電器和 指示燈，通過(guò)中間繼電器分別控制源變頻器風(fēng)機(jī)交流接觸器、起升制動(dòng)電 機(jī)交流接觸器、起升運(yùn)行計(jì)時(shí)及變頻器H1INV輸入設(shè)置和檢測(cè)控制;指示 燈指示起升正常和高度限位。2.2行走機(jī)構(gòu)2.2.1采用一臺(tái)變頻電機(jī)GM;與起升機(jī)構(gòu)共用變頻器HINV進(jìn)行調(diào)速, 原理同起升機(jī)構(gòu)。兩個(gè)機(jī)構(gòu)切換由右聯(lián)動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)控制交流接觸器， 同時(shí)也促使變頻器HINV參數(shù)切換。行走電機(jī)采用自冷式風(fēng)扇，風(fēng)量由電 機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制。2.2.2控制部分由交流變頻器HINV與可編控制器PLC組成行走機(jī) 構(gòu)其控制原理不包括與起升機(jī)構(gòu)共用的輸入.輸出點(diǎn)，行走機(jī)構(gòu)利用PLC 可編程控制器的輸入點(diǎn)，分別作為行走機(jī)構(gòu)多速切換、保護(hù)作用的輸入信 號(hào)。采用PLC可編程控制器輸出模塊的輸出點(diǎn)控制中間繼電器和指示燈， 通過(guò)中間繼電器分別控制行走換擋電磁氣閥.行走制動(dòng)電磁氣閥、行走倒車(chē) 蜂鳴器；指示燈指示行走正常和故障。2.3變幅機(jī)構(gòu)2.3.1采用變頻電機(jī)LM，變頻器LINV對(duì)電機(jī)LM進(jìn)行調(diào)速,由聯(lián)動(dòng)臺(tái) 上的主令控制器的檔位來(lái)決定電動(dòng)機(jī)的速度。主令控制器的正反方向各設(shè) 四檔，對(duì)稱(chēng)控制。各檔的速度分別為10%、 35%、 60%、 100%額定速度。 其原理是主令控制器的不同檔位給出的開(kāi)關(guān)量輸入到PLC的輸入模塊， 經(jīng)軟件處理后，再由PLC的輸出模塊輸出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)控制變頻器的調(diào) 速端口，使變頻器輸出相應(yīng)的速度。不同檔位的速度給定值可以在變頻器 的內(nèi)部任意設(shè)定，以滿(mǎn)足不同的調(diào)速要求。交流電抗器LL抑制變頻器LINV輸入的諧波電流，改善功率因數(shù)；制動(dòng)電阻用于吸收電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)產(chǎn)生 的電能，縮短大慣量負(fù)載斷電后停車(chē)時(shí)間。斷路器Q10 (—般情況為閉合狀態(tài))和交流接觸器控制變頻電機(jī)風(fēng)機(jī)LMF主電源。斷路器QIO (—般為 閉合狀態(tài))和交流接觸器控制變幅制動(dòng)電機(jī)LMY主電源通電。2.3.2控制電路由PLC可編程控制器和LINV變頻器組成，其控制原理 采用PLC可編程控制器的輸入點(diǎn)分別作為變幅機(jī)構(gòu)限位、增幅、減幅、變 頻器控制、檢測(cè)、故障輸出、電機(jī)調(diào)速的輸入信號(hào)。利用PLC可編程控制 器輸出模塊的輸出點(diǎn)控制中間繼電器和指示燈，通過(guò)中間繼電器分別控制 變頻電機(jī)風(fēng)機(jī)接觸器，變頻電機(jī)風(fēng)機(jī)接觸器及變頻器LINV輸入設(shè)置和檢 測(cè)控制；指示燈指示變幅正常和減幅限位。2.4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2.4.1采用一臺(tái)電機(jī)SM，通過(guò)交流接觸器通斷來(lái)切除電阻來(lái)調(diào)速.交流 接觸器控制SM電機(jī)的正反運(yùn)行，斷路器Q9控制回轉(zhuǎn)制動(dòng)器電源，回轉(zhuǎn) 制動(dòng)器制動(dòng)力矩由司機(jī)踩踏程度來(lái)確定，踩壓幅度越大制動(dòng)力矩越大，倒 極限位時(shí)為制動(dòng)器額定制動(dòng)力矩。2.4.2控制回路由PLC可編程控制器和交流接觸器輔助觸頭組成，其 控制原理采用PLC可編程控制器的輸入點(diǎn)，分別作為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)左、右旋 轉(zhuǎn)、聯(lián)鎖、電源通斷、運(yùn)行控制、電機(jī)調(diào)速的輸入信號(hào)。采用PLC可編程 控制器輸出模塊的輸出點(diǎn)控制中間繼電器和指示燈，通過(guò)中間繼電器分別 控制接觸器;指示燈指示旋轉(zhuǎn)正常。3輔助部分3.1可編程控制器PLC與斷路器Q5，交流接觸器控制氣泵電機(jī)Ml 運(yùn)行。3.2可編程控制器PLC與斷路器Q6、交流接觸器控制油泵電機(jī)M2 運(yùn)行。3.3整車(chē)照明系統(tǒng)和電磁閥由DC24V蓄電池及24V直流電源B供電。 3.4儀表顯示由交流電流表A、交流電壓表V、頻率表HZ等組成。4安全保護(hù)裝置4.1可編程控制器PLC控制機(jī)構(gòu)運(yùn)行，具有正常狀態(tài)及故障顯示。4.2設(shè)有控制電源緊停按鈕。4.3動(dòng)力電源及控制電源設(shè)有斷路器及快速熔斷器便于調(diào)試和維修。 4.4設(shè)有相序、欠壓、過(guò)壓保護(hù)(相序繼電器)。 4.5設(shè)有過(guò)流保護(hù)裝置。4.6控制回路采用24V直流電源和隔離變壓器供電。4.7各機(jī)構(gòu)控制柜設(shè)有保護(hù)接地。4.8裝有微電腦力矩限制器。4.9起升高度、變幅減幅設(shè)有限位保護(hù)。
權(quán)利要求1、交流變頻輪胎起重機(jī)，包括柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，起升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)，其特征在于柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)；氣泵電機(jī)、油泵電機(jī)、起升電機(jī)及其風(fēng)機(jī)電機(jī)、制動(dòng)器電機(jī)、回轉(zhuǎn)電機(jī)及其風(fēng)機(jī)電機(jī)、變幅電機(jī)及其風(fēng)機(jī)電機(jī)、制動(dòng)器電機(jī)和兩臺(tái)變頻器分別與柴油機(jī)交流發(fā)電機(jī)組的電源或電網(wǎng)電源連接，可編程序控制器PLC電源由柴油機(jī)交流發(fā)電機(jī)組或電網(wǎng)的三相電源經(jīng)隔離變壓器后產(chǎn)生的AC220V提供，行走電機(jī)和起升電機(jī)通過(guò)斷路器分別與一個(gè)變頻器的輸出端連接，變幅電機(jī)與另一個(gè)變頻器的輸出端連接，左、右控制臺(tái)分別與可編程序控制器的輸入模塊連接，該可編程序控制器的輸出模塊分別與兩臺(tái)變頻器的調(diào)速端口連接。
2、 如權(quán)利要求1的交流變頻輪胎起重機(jī)，其特征在于變頻器與電源 之間的電路上串接有交流電抗器。
專(zhuān)利摘要交流變頻輪胎起重機(jī)，涉及起重機(jī)，本實(shí)用新型提供了一種具有節(jié)能環(huán)保和價(jià)格低的交流變頻輪胎起重機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，交流變頻輪胎起重機(jī)，包括柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)；起升電機(jī)、回轉(zhuǎn)電機(jī)、變幅電機(jī)和兩臺(tái)變頻器分別與柴油機(jī)交流發(fā)電機(jī)組的電源或電網(wǎng)電源連接，可編程序控制器PLC電源由柴油機(jī)交流發(fā)電機(jī)組或電網(wǎng)的三相電源經(jīng)隔離變壓器后產(chǎn)生的AC220V提供，行走電機(jī)和起升電機(jī)分別與一個(gè)變頻器的輸出端連接，變幅電機(jī)與另一個(gè)變頻器的輸出端連接，左、右控制臺(tái)分別與可編程序控制器的輸入模塊連接，可編程序控制器的輸出模塊分別與兩臺(tái)變頻器的調(diào)速端口連接。本實(shí)用新型用于港口起重。
文檔編號(hào)B66C23/00GK201172598SQ20072019117
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者劉文明, 孫明光, 張理科, 徐長(zhǎng)生 申請(qǐng)人:衛(wèi)華集團(tuán)有限公司