專利名稱：一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于起重機的控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適用于各種裝配車間橋門式起重機起升機構(gòu)的動力調(diào)速控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的地控和遙控控制的起重機，其調(diào)速系統(tǒng)一般通過電機轉(zhuǎn)子串電阻啟動、變頻調(diào)速控制實現(xiàn)。對于轉(zhuǎn)子串電阻啟動來說，由于基本沒有下降低速檔，所以裝配或?qū)ξ粫r只能用點動控制，而當(dāng)點動太過頻繁時，電機會長期處于啟動狀態(tài)，這種狀態(tài)對電動機繞組、接觸器的觸頭和線圈都十分不利，沖擊也比較大，嚴(yán)重影響起重機控制系統(tǒng)的使用壽命。對于變頻器控制的系統(tǒng)，首先需增加了系統(tǒng)的成本，而且對維護人員、維修人員的素質(zhì)要求也比較高。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型提供一種電路簡單、系統(tǒng)制作成本低、節(jié)能和維修方便、工作壽命長的動力調(diào)速控制系統(tǒng)，利用此控制系統(tǒng)可以方便地起重機起升機構(gòu)進行不同速率的上升或下降操作，確保不同場合的需求都能夠得到滿足。本實用新型為解決其問題所采用的技術(shù)方案是一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，包括主工作電路、可編程邏輯控制器以及通過可編程邏輯控制器對主工作電路進行控制的操作裝置，主工作電路包括用于向重物的上升和下降動作提供動力的電機以及電機制動器回路，所述主工作電路還包括由交流輸入端引入到電機的主電流回路、經(jīng)交流輸入端變壓整流后輸入到電機定子繞組的初勵磁電流回路以及經(jīng)電機轉(zhuǎn)子電流整流后輸入到電機定子繞組的自勵磁電流回路，所述自勵磁電流回路中串接有可變電阻器，所述電機制動器回路、主電流回路、初勵磁電路回路、自勵磁電流回路中分別設(shè)置有若干可編程邏輯控制器控制的開關(guān)裝置。作為優(yōu)選的實施方式，所述可變電阻器包括一固定阻值電阻器以及由時間繼電器感應(yīng)線圈逐級依次控制通斷的開關(guān)組，開關(guān)組的一端并接后與后端的自勵磁電流回路連接，開關(guān)組另一端的各個開關(guān)引腳分別接于固定阻值電阻器的不同阻值位置處。其中，所述開關(guān)組所包含開關(guān)的數(shù)量為四個。作為優(yōu)選的實施方式，所述操作裝置為按鈕控制盒和/或遙控器。作為優(yōu)選的實施方式，所述初勵磁電流回路于整流后的回路位置處設(shè)置有并接的欠電壓繼電器感應(yīng)線圈以及串接的欠電流繼電器感應(yīng)線圈。作為優(yōu)選的實施方式，所述主電流回路以及于自勵磁電流回路整流后的回路位置處分別設(shè)置有串接的過電流繼電器感應(yīng)線圈。本實用新型的有益效果是本實用新型在工作時，當(dāng)操作裝置和主工作電路中的某些電路狀態(tài)發(fā)生改變時，可編程邏輯控制器會基于所存儲的預(yù)編程配置改變設(shè)置于電機制動器回路、主電流回路、初勵磁電路回路、自勵磁電流回路中的開關(guān)裝置狀態(tài)，使得輸入到電機中的主工作電流的通斷和/或直流勵磁電流大小等產(chǎn)生變化，從而令到電機的工作狀態(tài)能夠滿足對應(yīng)情況的使用，當(dāng)進行適當(dāng)配置后，調(diào)速控制系統(tǒng)可以使得起重機的起升機構(gòu)無論在上升還是下降的時候都能夠具有快慢的選擇。從上述工作原理可以看出，本實用新型能夠利用非常簡單的電路實現(xiàn)起升機構(gòu)的上升和下降的調(diào)速功能，其整體控制利用可編程邏輯控制器實現(xiàn)，制作成本與變頻控制器相比大大降低，并且維修也比較方便，維修人員通過簡單的培訓(xùn)便可以可編程邏輯控制器的操作，特別是由于本系統(tǒng)在實現(xiàn)慢速下降時是通過定子勵磁電流作用配合實現(xiàn)的，其運行狀態(tài)穩(wěn)定，易于裝配和對位，在此過程中電機和開關(guān)裝置并不需頻繁啟動，確保了它們不會受到?jīng)_擊，因此調(diào)速控制系統(tǒng)的工作壽命可以得到有效的保證。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明

圖1為本實用新型的一種單相系統(tǒng)實施例的主工作電路的電路原理圖；圖2為本實用新型的一種三相系統(tǒng)實施例的主工作電路的電路原理圖；圖3為操作裝置的一種實施例的電路原理圖；圖4為可編程邏輯控制器一種實施例的控制原理圖。
具體實施方式
參照圖1和圖2，本實用新型的一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，包括主工作電路、可編程邏輯控制器以及通過可編程邏輯控制器對主工作電路進行控制的操作裝置，其中可編程邏輯控制器可以基于預(yù)置的程序根據(jù)操作裝置上不同的操作動作以及主工作電路中不同電路狀態(tài)的變化而輸出變化信號指令，使得主工作電路的狀態(tài)滿足使用要求。一般地，操作裝置可以為按鈕控制盒和/或遙控器，即可以單獨通過按鈕控制盒或遙控器進行控制，也可以同時通過兩者進行控制，使得本實用新型的功能更加豐富。主工作電路包括用于向重物的上升和下降動作提供動力的電機1以及電機制動器回路2，電機1為交流電動機，圖2實施例中的電機1則為三相交流異步電動機。主工作電路還包括由交流輸入端引入到電機的主電流回路3、經(jīng)交流輸入端變壓整流后輸入到電機定子繞組的初勵磁電流回路4以及經(jīng)電機轉(zhuǎn)子電流整流后輸入到電機定子繞組的自勵磁電流回路5，自勵磁電流回路5中串接有可變電阻器6，電機制動器回路2、主電流回路3、 初勵磁電路回路4、自勵磁電流回路5中分別設(shè)置有若干可編程邏輯控制器控制的開關(guān)裝置。其中，此主電流回路3導(dǎo)通時，電機1會正常啟動動作，此電流回路3只會在提升重物時才會導(dǎo)通。初勵磁電流回路4 一般由變壓器TK2、整流橋VC4等組成，如圖2中的實施例所示，其將輸入端的高電壓交流轉(zhuǎn)換為低電壓交流后經(jīng)整流橋VC4后轉(zhuǎn)換為小數(shù)值的電流 Id，此電流的值一般只有電動機額定電流的39Γ5%左右。自勵磁電流回路5將電機轉(zhuǎn)子整流后輸入到電機定子繞組中作為勵磁電流，這部分的電流成為自勵磁電流If，其電流值會隨著轉(zhuǎn)子電流值的增大而增大，負(fù)載越小If越小，負(fù)載越大If越大，這特性可以使得負(fù)載下降時能夠在If的作用下得到合適大小的制動力矩，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運行。另外，由于自勵磁電路回路5中所接的為可變電阻器6，因此勵磁電流的大小也可以通過控制可變電阻器6來改變。作為優(yōu)選的實施方式，可變電阻器6包括一固定阻值電阻器IR以及由時間繼電器感應(yīng)線圈逐級依次控制通斷的開關(guān)組KA11A4，開關(guān)組KA11A4的一端并接后與后端的自勵磁電流回路5連接，開關(guān)組KA11A4另一端的各個開關(guān)引腳分別接于固定阻值電阻器IR的不同阻值位置處，如圖1和圖2所示，當(dāng)KA11A4依次閉合時，IR接入到自勵磁電流回路中的阻值會不斷減小，因此通過控制KA11A4的通斷便可以控制勵磁電流的大小， 從而控制電機運行的速度，特別是由于該開關(guān)組是通過時間繼電器感應(yīng)線圈逐級依次控制的，因此在不斷的切換過程中還會具有一緩沖變化的效果，確保系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定可靠。實際應(yīng)用時，開關(guān)組所包含的數(shù)量可以根據(jù)需要進行選擇，基于制作成本和使用效果的考慮， 開關(guān)組所包含的數(shù)量優(yōu)選為四個，如圖1和圖2中所示，分別為KA1、KA2、KA3和KA4。另外，為了使得系統(tǒng)的可靠性進一步提高，確保自身的保護功能更加好，作為優(yōu)選的實施方式，所述初勵磁電流回路4于整流后的回路位置處設(shè)置有并接的欠電壓繼電器感應(yīng)線圈以及串接的欠電流繼電器感應(yīng)線圈，上述所設(shè)置的欠電壓繼電器感應(yīng)線圈和欠電流繼電器感應(yīng)線圈可以在變壓器TK2、整流橋VC4損壞無初勵磁時產(chǎn)生響應(yīng)，使得可編程控制器驅(qū)動電機制動器或者驅(qū)動其他部件動作，從而保證系統(tǒng)使用的可靠性和安全性。同樣的原理，作為優(yōu)選的實施方式，所述主電流回路3以及于自勵磁電流回路5整流后的回路位置處分別設(shè)置有串接的過電流繼電器感應(yīng)線圈，當(dāng)出現(xiàn)過流或短路情況時，可編程邏輯控制器也會根據(jù)上述感應(yīng)線圈產(chǎn)生的響應(yīng)信號做出相應(yīng)的保護動作。下面對圖2中的實施例配合圖3和圖4的操作和控制回路對系統(tǒng)的操作和工作原理進行說明。當(dāng)按鈕SB2處于第一檔時為下降第一檔，KP2、KEB、KMB依次吸合系統(tǒng)接通自勵磁電流回路，給電機提供Id，制動器打開，并通過時間繼電器逐級切除IR電阻的Q31-Q1部分， 最終KA4保持吸合，吊鉤開始下降并通過轉(zhuǎn)子為IM定子加入If，進入自激動力制動，此時為慢下。當(dāng)按鈕SB2處于第二檔時為下降第二檔，，KEB斷開，K2接通、KMB接通，ΚΑΓΚΑ4 先斷開，再通過時間繼電器順序吸合，最終ΚΑ4保持吸合，IR電阻器的Q31-Q0部分電阻被逐級切除，電機進入電動下放重物狀態(tài)，此時為快下。當(dāng)按鈕SBl處于第一檔時為上升第一檔，Κ1、ΚΜΒ吸合，電動機IM通電，吊鉤上升， KAl ΚΑ4不吸合，故電阻IR全部傳入電機轉(zhuǎn)子，處于慢速上升狀態(tài)。當(dāng)按鈕SBl處于第二檔時為上升第二檔，當(dāng)按鈕SBl處于第二檔時，由KAl開始動作，通過時間繼電器依次接通ΚΑ2 4，最終ΚΑ4保持，逐級切除電阻1R，使電機進入額定運行狀態(tài)，即快上狀態(tài)。由快速下降轉(zhuǎn)為慢速下降時，由于ΚΑ1、Κ2斷開，Κ3吸合使KEB、AL1+、AL2+、KMB依次接通，電機進入制動下降，再由時間繼電器依次接通KAl KA4，最終KA4保持吸合，吊鉤下降，進入自激動力制動。由慢速下降到停止時，K03失電，KEB的線圈回路由KD4延時斷觸頭保持吸合，KMB 斷電對電機進行機械制動，KEB在延時時間內(nèi)保持接通勵磁回路，使電機在動力制動狀況下進行停車，保證停車平穩(wěn)。由起升慢速轉(zhuǎn)為快速時，如果KLV釋放，則是由于VCl中有整流元件短路導(dǎo)致保護繼電器KPl動作引起的，需檢查VCl排除短路故障后方能使用。由以上的工作過程描述可以看出，本實用新型能夠穩(wěn)定地工作于多種狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的調(diào)速控制系統(tǒng)所不能實現(xiàn)的效果，能夠滿足多方面的需求。
權(quán)利要求1.一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，包括主工作電路、可編程邏輯控制器以及通過可編程邏輯控制器對主工作電路進行控制的操作裝置，主工作電路包括用于向重物的上升和下降動作提供動力的電機(1)以及電機制動器回路(2)，其特征在于所述主工作電路還包括由交流輸入端引入到電機的主電流回路(3)、經(jīng)交流輸入端變壓整流后輸入到電機定子繞組的初勵磁電流回路(4)以及經(jīng)電機轉(zhuǎn)子電流整流后輸入到電機定子繞組的自勵磁電流回路 (5)，所述自勵磁電流回路(5)中串接有可變電阻器(6)，所述電機制動器回路(2)、主電流回路(3)、初勵磁電路回路(4)、自勵磁電流回路(5)中分別設(shè)置有若干可編程邏輯控制器控制的開關(guān)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述可變電阻器(6) 包括一固定阻值電阻器(IR)以及由時間繼電器感應(yīng)線圈逐級依次控制通斷的開關(guān)組 (KA11A4)，開關(guān)組(KA11A4)的一端并接后與后端的自勵磁電流回路(5)連接，開關(guān)組 (ΚΑΓΚΑ4)另一端的各個開關(guān)引腳分別接于固定阻值電阻器(IR)的不同阻值位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述開關(guān)組(KA11A4) 所包含開關(guān)的數(shù)量為四個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述操作裝置為按鈕控制盒和/或遙控器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述初勵磁電流回路 (4)于整流后的回路位置處設(shè)置有并接的欠電壓繼電器感應(yīng)線圈以及串接的欠電流繼電器感應(yīng)線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述主電流回路(3)以及于自勵磁電流回路(5)整流后的回路位置處分別設(shè)置有串接的過電流繼電器感應(yīng)線圈。
專利摘要本實用新型公開了一種動力調(diào)速控制系統(tǒng)，包括主工作電路、可編程邏輯控制器以及操作裝置，主工作電路包括電機、電機制動器回路、主電流回路、初勵磁電流回路以及自勵磁電流回路，所述自勵磁電流回路中串接有可變電阻器，回路中分別設(shè)置有若干可編程邏輯控制器控制的開關(guān)裝置。本實用新型利用非常簡單的電路實現(xiàn)起升機構(gòu)的上升和下降的調(diào)速功能，制作成本與變頻控制器相比大大降低，并且維修也比較方便，特別是由于本系統(tǒng)在實現(xiàn)慢速下降時是通過定子勵磁電流作用配合實現(xiàn)的，其運行狀態(tài)穩(wěn)定，易于裝配和對位，在此過程中電機和開關(guān)裝置并不需頻繁啟動，確保了它們不會受到?jīng)_擊，因此調(diào)速控制系統(tǒng)的工作壽命可以得到有效的保證。
文檔編號B66C13/44GK201952118SQ20112000531
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者葉浪, 陳樹鑫 申請人:廣東永通起重機械實業(yè)有限公司