專利名稱：一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于起重機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可以實(shí)現(xiàn)任意擋速度調(diào)節(jié)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的起重機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)可以分為簡(jiǎn)單系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)兩種。其中，簡(jiǎn)單系統(tǒng)一般是通過(guò)按鈕控制實(shí)現(xiàn)的，使用時(shí)人們利用按鈕來(lái)進(jìn)行不同速度擋位的選擇，其可以選擇的擋位數(shù)量有限，一般只有1 10和1 1兩擋，當(dāng)需要其他速度時(shí)則需重新調(diào)試，因此這種系統(tǒng)存在使用不夠方便的缺點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合非常狹窄。復(fù)雜系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多擋控制，但其必須在起重機(jī)上設(shè)置專門(mén)的司機(jī)室，并且配置專職的操作人員進(jìn)行操作，因此存在制作成本較高、制作較復(fù)雜的缺點(diǎn)，當(dāng)然，此系統(tǒng)的操作過(guò)程也比較復(fù)雜，一般工人必須進(jìn)行相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間培訓(xùn)后才能夠上崗操作，這也會(huì)導(dǎo)致其使用上的麻煩并導(dǎo)致成本上的進(jìn)一步增加。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、制作成本低的任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，利用此控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的任意速度調(diào)節(jié)，不受擋位固定速度的限制。本實(shí)用新型為解決其問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，包括電機(jī)工作回路和控制裝置，所述電機(jī)工作回路中串接有可改變電機(jī)供電電源頻率的變頻器，所述變頻器設(shè)置有用于控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的上升選擇控制回路、用于控制電機(jī)反轉(zhuǎn)的下降選擇控制回路以及用于增加電源頻率的加速信號(hào)控制回路，所述上升選擇控制回路、下降選擇控制回路和加速信號(hào)控制回路中分別設(shè)有受控制裝置控制通斷的上升開(kāi)關(guān)、下降開(kāi)關(guān)和加速開(kāi)關(guān)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述控制裝置中設(shè)有上升按鈕和下降按鈕，上升按鈕和下降按鈕為兩擋按鈕，上升開(kāi)關(guān)為受上升按鈕第一擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置，下降開(kāi)關(guān)為受下降按鈕第一擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置，加速開(kāi)關(guān)為受上升按鈕第二擋以及下降按鈕第二擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述變頻器改變電機(jī)供電電源頻率的范圍設(shè)有下限值和上限值。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，該控制系統(tǒng)還包括速度反饋回路，速度反饋回路包括安裝于電機(jī)上的編碼器以及配置于變頻器上的速度控制卡，所述編碼器的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)速度控制卡送到變頻器內(nèi)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，該控制系統(tǒng)還包括用于對(duì)電機(jī)起制動(dòng)作用的制動(dòng)器回路。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)在工作時(shí)，通過(guò)控制上升開(kāi)關(guān)、 下降開(kāi)關(guān)、加速開(kāi)關(guān)的通斷，可以改變變頻器的輸入信號(hào)，基于此信號(hào)的變化可以變頻器改變輸出的電機(jī)供電參數(shù)，從而使得電機(jī)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)，一般地，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)一般包括低速上升、加速上升、低速下降、加速下降等，由于電機(jī)的速度是通過(guò)施加加速度的形式改變的，因此電機(jī)速度的改變過(guò)程連續(xù)變化，當(dāng)達(dá)到所需的速度后，只需將加速開(kāi)關(guān)信號(hào)切斷即可。從上述的過(guò)程可以看出，本實(shí)用新型簡(jiǎn)單地通過(guò)對(duì)上升開(kāi)關(guān)、下降開(kāi)關(guān)和加速開(kāi)關(guān)進(jìn)行通斷控制，便可以達(dá)到大范圍內(nèi)任意需要的速度選擇調(diào)節(jié)，這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 能夠省去復(fù)雜的控制器設(shè)備，并且不需設(shè)置司機(jī)室，具有使用方便和節(jié)約制作成本的優(yōu)點(diǎn)， 即使普通工人也能夠熟練地進(jìn)行操作，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)具有極廣的使用范圍。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種單線系統(tǒng)實(shí)施例的線路圖；圖2為本實(shí)用新型一種三線系統(tǒng)實(shí)施例的線路圖；圖3為圖2所對(duì)應(yīng)的控制電路原理圖；圖4為上升開(kāi)關(guān)、加速開(kāi)關(guān)與變頻器輸出頻率的關(guān)系圖示。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1至圖3，本實(shí)用新型的任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，其中圖1所顯示的為簡(jiǎn)化的單線系統(tǒng)實(shí)施例結(jié)構(gòu)，圖2為三線系統(tǒng)一種較為完整的電路結(jié)構(gòu)組成圖，圖3為與圖2 所對(duì)應(yīng)的控制電路原理圖，從圖2和圖3可以看出，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)包括電機(jī)工作回路1和控制裝置2，電機(jī)工作回路1中串接有可改變電機(jī)供電電源頻率的變頻器3，所述變頻器3設(shè)置有用于控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的上升選擇控制回路4、用于控制電機(jī)反轉(zhuǎn)的下降選擇控制回路5以及用于增加電源頻率的加速信號(hào)控制回路6，所述上升選擇控制回路4、下降選擇控制回路5和加速信號(hào)控制回路6中分別設(shè)有受控制裝置控制通斷的上升開(kāi)關(guān)KF、下降開(kāi)關(guān)KR和加速開(kāi)關(guān)KS。為了使得電機(jī)的運(yùn)行更加安全、易于控制，控制系統(tǒng)還包括用于對(duì)電機(jī)起制動(dòng)作用的制動(dòng)器回路8。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，起重機(jī)的電機(jī)工作回路一般包括起升電機(jī)工作回路A、小車電機(jī)工作回路B以及大車電機(jī)工作回路C，如圖1和圖2中的實(shí)施例所示。起升電機(jī)工作回路A、小車電機(jī)工作回路B以及大車電機(jī)工作回路C的變頻調(diào)速控制過(guò)程基本相同。如圖2所示，當(dāng)上升開(kāi)關(guān)KF、下降開(kāi)關(guān)KR和加速開(kāi)關(guān)KS的通斷狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)， 上升選擇控制回路4、下降選擇控制回路5和加速信號(hào)控制回路6的通斷也會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)變頻器3上S1、S2和S3引腳上的信號(hào)會(huì)發(fā)生改變，變頻器3會(huì)根據(jù)信號(hào)的改變而改變電機(jī)供電電源頻率。以起升電機(jī)工作回路A部分為例說(shuō)明，假設(shè)上升開(kāi)關(guān)IKF閉合，那么變頻器3通過(guò)Sl會(huì)得到電機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)，變頻器3按照一定頻率大小輸出，使得電機(jī)以一定的正轉(zhuǎn)速度動(dòng)作，帶動(dòng)起重機(jī)提升重物，當(dāng)需要增加速度時(shí)，加速開(kāi)關(guān)IKS閉合，變頻器3通過(guò)S3 得到頻率增加信號(hào)，變頻器3逐漸增加頻率輸出值，使得電機(jī)正轉(zhuǎn)速度加快，起重機(jī)提升速度增加。下降的操作過(guò)程與上述類似，區(qū)別是上升開(kāi)關(guān)IKF的閉合換成下降開(kāi)關(guān)IKR的閉合，當(dāng)需要加速下降時(shí)，則同樣閉合加速開(kāi)關(guān)1KS。上升開(kāi)關(guān)KF、下降開(kāi)關(guān)KR和加速開(kāi)關(guān)KS的通斷可以通過(guò)多種控制方式實(shí)現(xiàn)，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，控制裝置2中設(shè)有上升按鈕和下降按鈕，上升按鈕如圖3中的SB11、SB21和SB31所示，下降按鈕如圖3中的SB12、SB22、SB32所示，上升按鈕SB11、SB21、SB31和下降按鈕SB12、SB22、SB32為兩擋按鈕，上升開(kāi)關(guān)KF為受上升按鈕SBl 1、SB21、SB31第一擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置，下降開(kāi)關(guān)KR為受下降按鈕SB12、SB22、SB32第一擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置，加速開(kāi)關(guān)KS為受上升按鈕SBll、SB21、SB31第二擋以及下降按鈕SB12、SB22、SB32 第二擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置，上述的控制關(guān)系可以利用圖3中的控制電路實(shí)現(xiàn)。基于上述控制裝置2的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)單個(gè)電機(jī)利用兩個(gè)按鈕便可以實(shí)現(xiàn)任意速度的控制，起升電機(jī)工作回路A、小車電機(jī)工作回路B以及大車電機(jī)工作回路C則利用6個(gè)按鈕便可以實(shí)現(xiàn)全部的控制功能，具有操作簡(jiǎn)單、控制方便的優(yōu)點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)在應(yīng)用時(shí)的速度調(diào)控范圍不可能是無(wú)窮的，本實(shí)用新型可以方便地通過(guò)對(duì)供電電源頻率的范圍設(shè)置下限值和上限值的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)速度范圍的控制，一般地，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)的調(diào)速范圍在1 2(Tl 1之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的多擋速度調(diào)節(jié)范圍，而本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)任意大小的速度調(diào)節(jié)功能則是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)所不能實(shí)現(xiàn)的。為了增加調(diào)速的精度，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，控制系統(tǒng)還包括速度反饋回路7，速度反饋回路7包括安裝于電機(jī)上的編碼器PG以及配置于變頻器3上的速度控制卡PG-B2， 所述編碼器PG的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)速度控制卡PG-B2送到變頻器3內(nèi)，此速度反饋回路7 —般設(shè)置于起升電機(jī)工作回路A上，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量控制，滿足起升運(yùn)動(dòng)對(duì)精度的嚴(yán)格要求，而小車電機(jī)工作回路B以及大車電機(jī)工作回路C一般并不需要此速度反饋回路7，小車電機(jī)工作回路B采用開(kāi)環(huán)矢量控制即可，而大車電機(jī)工作回路C采用U/f電壓/頻率控制即可。下面配合圖4中的上升開(kāi)關(guān)、加速開(kāi)關(guān)與變頻器輸出頻率的關(guān)系圖示對(duì)本實(shí)用新型的調(diào)速過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描述以起升電機(jī)工作回路A為例，設(shè)備啟動(dòng)后，按下上升或下降按鈕SBll或SB12至第一擋位置，IKF或IKR得電吸合，變頻器的Sl或S2端子得到正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)信號(hào)，制動(dòng)器打開(kāi)，變頻器按頻率下限值的設(shè)定值輸出，當(dāng)需要加速時(shí)，按下按鈕SBll或SB12的第二擋，IKS得電并向變頻器S3端子輸入加速信號(hào)，變頻器頻率從頻率下限值的設(shè)定值開(kāi)始加速(如果一直接通第二擋則加速到頻率上限值)，當(dāng)達(dá)到想要的速度時(shí)將按鈕SBll或SB12的第二擋斷開(kāi)，繼續(xù)接通第一擋，機(jī)構(gòu)停止加速，速度保持在斷開(kāi)第二擋時(shí)的速度，當(dāng)需要降低速度時(shí)，只需斷開(kāi)按鈕SBll或SB12的第一擋，待速度降低至適合位置時(shí)，再接通第一擋，輸出保持在接通時(shí)的速度。從上述過(guò)程可以看出，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)可以方便地對(duì)速度進(jìn)行選擇控制， 即使普通工人也能夠熟練地進(jìn)行操作，其可以應(yīng)用于各種場(chǎng)合。
權(quán)利要求1.一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，包括電機(jī)工作回路(1)和控制裝置(2)，所述電機(jī)工作回路(1)中串接有可改變電機(jī)供電電源頻率的變頻器(3)，其特征在于所述變頻器(3) 設(shè)置有用于控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的上升選擇控制回路(4)、用于控制電機(jī)反轉(zhuǎn)的下降選擇控制回路(5)以及用于增加電源頻率的加速信號(hào)控制回路(6)，所述上升選擇控制回路(4)、下降選擇控制回路(5)和加速信號(hào)控制回路(6)中分別設(shè)有受控制裝置控制通斷的上升開(kāi)關(guān) (KF)、下降開(kāi)關(guān)(KR)和加速開(kāi)關(guān)(KS)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制裝置 (2)中設(shè)有上升按鈕(SB11、SB21、SB31)和下降按鈕(SB12、SB22、SB32)，上升按鈕(SB11、 SB21、SB31)和下降按鈕(SB12、SB22、SB32)為兩擋按鈕，上升開(kāi)關(guān)(KF)為受上升按鈕 (SB11、SB21、SB31)第一擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置，下降開(kāi)關(guān)(KR)為受下降按鈕(SB12、SB22、 SB32)第一擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置，加速開(kāi)關(guān)(KS)為受上升按鈕(SB11、SB21、SB31)第二擋以及下降按鈕(SB12、SB22、SB32)第二擋控制通斷的開(kāi)關(guān)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于所述變頻器(3) 改變電機(jī)供電電源頻率的范圍設(shè)有下限值和上限值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)還包括速度反饋回路(7)，速度反饋回路(7)包括安裝于電機(jī)上的編碼器(PG)以及配置于變頻器(3)上的速度控制卡(PG-B2)，所述編碼器(PG)的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)速度控制卡(PG-B2)送到變頻器(3)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)還包括用于對(duì)電機(jī)起制動(dòng)作用的制動(dòng)器回路(8)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種任意擋變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，包括電機(jī)工作回路和控制裝置，所述電機(jī)工作回路中串接有變頻器，所述變頻器設(shè)置有上升選擇控制回路、下降選擇控制回路以及加速信號(hào)控制回路，所述上升選擇控制回路、下降選擇控制回路和加速信號(hào)控制回路中分別設(shè)有受控制裝置控制通斷的上升開(kāi)關(guān)、下降開(kāi)關(guān)和加速開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型簡(jiǎn)單地通過(guò)對(duì)上升開(kāi)關(guān)、下降開(kāi)關(guān)和加速開(kāi)關(guān)進(jìn)行通斷控制，便可以達(dá)到大范圍內(nèi)任意需要的速度選擇調(diào)節(jié)，這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠省去復(fù)雜的控制器設(shè)備，并且不需設(shè)置司機(jī)室，具有使用方便和節(jié)約制作成本的優(yōu)點(diǎn)，即使普通工人也能夠熟練地進(jìn)行操作，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)具有極廣的使用范圍。
文檔編號(hào)B66C13/22GK201952119SQ20112000531
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)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(shù)鑫 申請(qǐng)人:廣東永通起重機(jī)械實(shí)業(yè)有限公司