專利名稱：工程機械回轉機構的控制方法和控制系統(tǒng)以及工程機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工程機械回轉機構的控制方法和控制系統(tǒng)以及工程機械。
背景技術：
目前，在塔式起重機的工地現(xiàn)場操作時，回轉機構的控制性能對于現(xiàn)場塔式起重機司機的操作與工作效率非常的重要。由于塔式起重機起重臂長，回轉機構控制系統(tǒng)慣性大、特性軟、速度響應遲滯，塔式起重機回轉機構運行中要求起動響應速度快、運行中速度穩(wěn)定、換速過渡平滑，停車時就位平穩(wěn)準確、抗風性能優(yōu)異?；剞D機構的控制方案有很多種， 應用比較多的為繞線電機配合液力耦合機構串電阻調速、變頻電機配合變頻器驅動調速和晶閘管調壓調速?，F(xiàn)有技術中采取晶間管調壓調速方式為調節(jié)電壓無極調速，現(xiàn)場操作性能優(yōu)越， 目前市場上應用較多的控制方案為RCV控制器驅動回轉力矩電機，配有渦流輔助控制回轉減速，但在現(xiàn)場工況下RCV控制器的控制器件故障率高，可靠性不穩(wěn)定，影響該控制方案的廣泛推廣。在現(xiàn)有技術中，采用RCV控制器對塔式起重機的回轉機構進行控制的可靠性較低，對于該問題，目前尚未提出有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種工程機械回轉機構的控制方法和控制系統(tǒng)以及工程機械，以解決現(xiàn)有技術中采用RCV控制器對塔式起重機的回轉機構進行控制的可靠性較低的問題。為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種工程機械回轉機構的控制方法。本發(fā)明的工程機械回轉機構的控制方法包括工程機械的控制器接收速度命令信號，將該速度命令信號轉換為功率控制器所需的功率控制信號然后發(fā)送給所述功率控制器；所述功率控制器將所述功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給所述功率模塊；所述功率模塊根據(jù)所述功率控制器發(fā)送的控制信號對所述回轉機構的力矩電機進行控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)。本發(fā)明的工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)包括控制器、功率控制器和功率模塊，其中所述控制器，用于接收速度命令信號，將該速度命令信號轉換為所述功率控制器所需的功率控制信號然后發(fā)送給所述功率控制器；所述功率控制器，用于將所述功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給所述功率模塊；所述功率模塊，用于根據(jù)所述功率控制器發(fā)送的控制信號對所述回轉機構的力矩電機進行控制。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種工程機械，該工程機械具有回轉機構，并且具有本發(fā)明的工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的技術方案，通過工程機械的控制器接收速度命令信號，將該信號轉換為功率控制信號后發(fā)送給功率控制器，功率控制器將功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給功率模塊，后由功率模塊根據(jù)功率控制器發(fā)送的控制信號對回轉機構的力矩電機進行控制，該方法中采用了工程機械自身的控制器作為核心控制器件，通過功率控制器的中間轉換，將控制器的實時數(shù)字信號轉換為功率模塊的控制信號，通過觸發(fā)控制電路的控制，調節(jié)功率模塊內(nèi)晶閘管主電路的電壓達到對力矩電機輸入電壓進行調節(jié)的效果，實現(xiàn)了對塔式起重機回轉力矩電機的調速控制；在本發(fā)明實施例中，主要控制元件為控制器、功率控制器和功率模塊，均為高可靠性產(chǎn)品，故障率低，有助于提高對塔式起重機的回轉機構進行控制的可靠性。


說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的工程機械回轉機構的控制方法的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)的基本結構的示意圖； 以及圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)的優(yōu)選結構的示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的工程機械回轉機構的控制方法的示意圖，如圖1所示， 該方法主要包括如下步驟步驟Sll 工程機械的控制器接收速度命令信號，將該速度命令信號轉換為功率控制器所需的功率控制信號然后發(fā)送給功率控制器；步驟S13 功率控制器將功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給功率模塊；步驟S15 功率模塊根據(jù)功率控制器發(fā)送的控制信號對回轉機構的力矩電機進行控制。應用本實施例中的這種控制方法，其主要控制元件為控制器、功率控制器和功率模塊(三相交流調壓模塊)，其中的控制器可以是工程機械現(xiàn)有的控制器。上述幾種控制元件為高可靠性產(chǎn)品，故障率低，用它們構成的系統(tǒng)穩(wěn)定性較高，有助于提高對塔式起重機的回轉機構進行控制的可靠性。在上述步驟Sll中，將速度命令信號轉換為功率控制器所需的功率控制信號時， 具體可以是將速度命令信號轉換為數(shù)字量的脈寬調制(PWM)信號；這樣，在步驟S13中， 功率控制器將功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號時，具體可以是功率控制器將數(shù)字量的PWM信號轉換為模擬量的脈寬調制信號。步驟Sll中的速度命令信號可以是來自工程機械的回轉控制手柄，即，在步驟Sll 之前，工程機械的回轉控制手柄根據(jù)接收到的手柄操作，生成速度命令信號然后發(fā)送給控制器。在本實施例中，可以利用回轉機構的渦流線圈對力矩電機的轉速進行輔助調整。 具體可采用渦流控制器和渦流裝置，這樣，在步驟Sll之后，可由控制器將輔助調速信息發(fā)送給渦流控制器，渦流控制器根據(jù)輔助調速信息生成輔助調速指令然后發(fā)送給渦流裝置， 渦流裝置根據(jù)輔助調速指令對力矩電機的轉速進行調節(jié)。這種采用控制器、渦流控制器和渦流裝置對力矩電機的轉速進行輔助調速，具有較高的可靠性。在本實施例中，對于力矩電機制動的控制可由控制器完成，具體是，控制器接收制動命令，根據(jù)該制動命令生成制動控制指令然后發(fā)送給力矩電機的制動裝置，制動裝置根據(jù)制動控制指令對力矩電機進行制動。本實施例的方法中提到的工程機械可以是塔式起重機。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)的基本結構的示意圖， 如圖2所示，工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)20主要包括如下部分控制器21，用于接收速度命令信號，將該速度命令信號轉換為功率控制器所需的功率控制信號然后發(fā)送給功率控制器23 ；功率控制器23，用于將功率控制信號轉換為功率模塊25的控制信號然后發(fā)送給功率模塊25 ；功率模塊25，用于根據(jù)功率控制器23發(fā)送的控制信號對回轉機構的力矩電機 27進行控制。在本實施例中，控制器21在接收到速度給定信號后，經(jīng)過程序建模處理，發(fā)送控制信號給功率控制器23，功率控制器23接收到數(shù)字量的控制信號，內(nèi)部轉換為模擬量信號，由模擬量控制信號控制功率模塊25來驅動回轉力矩電機27，通過改變回轉控制手柄四給定速度可以調節(jié)功率模塊25中的晶閘管主電路的輸出的電壓，以達到調節(jié)力矩電機27 速度的目的。其中功率模塊25將輸入的三相電流進行轉換后輸出，為力矩電機27供電。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)的優(yōu)選結構的示意圖。 如圖3所示，工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)30還可以包括渦流控制器34和渦流裝置35，其中渦流控制器34用于根據(jù)控制器21發(fā)送的輔助調速信息生成輔助調速指令然后發(fā)送給渦流裝置；渦流裝置35用于根據(jù)輔助調速指令對力矩電機27的轉速進行調節(jié)。工程機械回轉機構的控制30還可以包括制動裝置36 (同示于圖3中)?？刂破?1還可用于接收制動命令，根據(jù)該制動命令生成制動控制指令然后發(fā)送給制動裝置36 ；制動裝置36用于根據(jù)制動控制指令對力矩電機27進行制動。本發(fā)明的工程機械具有回轉機構，并且具有本發(fā)明中的工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)，該工程機械可以是塔式起重機。由以上描述可知，本發(fā)明的工程機械回轉機構的控制方法和控制系統(tǒng)，通過工程機械的控制器接收速度命令信號，將該信號轉換為功率控制信號后發(fā)送給功率控制器，功率控制器將功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給功率模塊，后由功率模塊根據(jù)功率控制器發(fā)送的控制信號對回轉機構的力矩電機進行控制，該方法中采用了工程機械自身的控制器作為核心控制器件，通過功率控制器的中間轉換，將控制器的實時數(shù)字信號轉換為功率模塊的控制信號，通過觸發(fā)控制電路的控制，調節(jié)功率模塊內(nèi)晶閘管主電路的電壓達到對力矩電機輸入電壓進行調節(jié)的效果，實現(xiàn)了對塔式起重機回轉力矩電機的調速控制；在本發(fā)明實施例中，主要控制元件為控制器、功率控制器和功率模塊，均為高可靠性產(chǎn)品，故障率低，有助于提高對塔式起重機的回轉機構進行控制的可靠性。
顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種工程機械回轉機構的控制方法，其特征在于，包括工程機械的控制器接收速度命令信號，將該速度命令信號轉換為功率控制器所需的功率控制信號然后發(fā)送給所述功率控制器；所述功率控制器將所述功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給所述功率模塊；所述功率模塊根據(jù)所述功率控制器發(fā)送的控制信號對所述回轉機構的力矩電機進行控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，工程機械的控制器接收速度命令信號之前，還包括所述工程機械的回轉控制手柄根據(jù)接收到的手柄操作，生成所述速度命令信號然后發(fā)送給所述控制器。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器接收速度命令信號之后，還包括所述控制器將輔助調速信息發(fā)送給渦流控制器；所述渦流控制器根據(jù)所述輔助調速信息生成輔助調速指令然后發(fā)送給渦流裝置； 所述渦流裝置根據(jù)所述輔助調速指令對所述力矩電機的轉速進行調節(jié)。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括所述控制器接收制動命令，根據(jù)該制動命令生成制動控制指令然后發(fā)送給所述力矩電機的制動裝置；所述制動裝置根據(jù)所述制動控制指令對所述力矩電機進行制動。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述將該速度命令信號轉換為功率控制器所需的功率控制信號包括將所述速度命令信號轉換為數(shù)字量的脈寬調制信號；所述功率控制器將所述功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號包括所述功率控制器將所述數(shù)字量的脈寬調制信號轉換為模擬量的脈寬調制信號。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述工程機械為塔式起重機。
7.—種工程機械回轉機構的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、功率控制器和功率模塊，其中所述控制器，用于接收速度命令信號，將該速度命令信號轉換為所述功率控制器所需的功率控制信號然后發(fā)送給所述功率控制器；所述功率控制器，用于將所述功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給所述功率模塊；所述功率模塊，用于根據(jù)所述功率控制器發(fā)送的控制信號對所述回轉機構的力矩電機進行控制。
8.根據(jù)權利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括渦流控制器和渦流裝置，其中所述渦流控制器，用于根據(jù)所述控制器發(fā)送的輔助調速信息生成輔助調速指令然后發(fā)送給所述渦流裝置；所述渦流裝置，用于根據(jù)所述輔助調速指令對所述力矩電機的轉速進行調節(jié)。
9.根據(jù)權利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括制動裝置；所述控制器還用于接收制動命令，根據(jù)該制動命令生成制動控制指令然后發(fā)送給所述制動裝置；所述制動裝置，用于根據(jù)所述制動控制指令對所述力矩電機進行制動。
10.根據(jù)權利要求7，8或9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還用于將所述速度命令信號轉換為數(shù)字量的脈寬調制信號； 所述功率控制器還用于將所述數(shù)字量的脈寬調制信號轉換為模擬量的脈寬調制信號。
11.根據(jù)權利要求7，8或9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工程機械為塔式起重機。
12.—種工程機械，具有回轉機構，其特征在于，所述工程機械具有權利要求7-10中任一項所述的控制系統(tǒng)。
13.根據(jù)權利要求12所述的工程機械，其特征在于，所述工程機械為塔式起重機。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種工程機械回轉機構的控制方法和控制系統(tǒng)以及工程機械，用以解決現(xiàn)有技術中采用RCV控制器對塔式起重機的回轉機構進行控制的可靠性較低的問題。該方法包括工程機械的控制器接收速度命令信號，將該速度命令信號轉換為功率控制器所需的功率控制信號然后發(fā)送給功率控制器；功率控制器將功率控制信號轉換為功率模塊的控制信號然后發(fā)送給功率模塊；功率模塊根據(jù)功率控制器發(fā)送的控制信號對回轉機構的力矩電機進行控制。采用本發(fā)明的技術方案，有助于提高對塔式起重機的回轉機構進行控制的可靠性。
文檔編號B66C13/22GK102328875SQ20111024677
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權日2011年8月25日
發(fā)明者何首文, 張二玲, 胡宇智, 許名熠 申請人:長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司