专利名称：一种动力调速控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于起重机的控制技术领域，特别是一种适用于各种装配车间桥门式起重机起升机构的动力调速控制系统。
背景技术：
目前的地控和遥控控制的起重机，其调速系统一般通过电机转子串电阻启动、变频调速控制实现。对于转子串电阻启动来说，由于基本没有下降低速档，所以装配或对位时只能用点动控制，而当点动太过频繁时，电机会长期处于启动状态，这种状态对电动机绕组、接触器的触头和线圈都十分不利，冲击也比较大，严重影响起重机控制系统的使用寿命。对于变频器控制的系统，首先需增加了系统的成本，而且对维护人员、维修人员的素质要求也比较高。
发明内容为解决上述问题，本实用新型提供一种电路简单、系统制作成本低、节能和维修方便、工作寿命长的动力调速控制系统，利用此控制系统可以方便地起重机起升机构进行不同速率的上升或下降操作，确保不同场合的需求都能够得到满足。本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是一种动力调速控制系统，包括主工作电路、可编程逻辑控制器以及通过可编程逻辑控制器对主工作电路进行控制的操作装置，主工作电路包括用于向重物的上升和下降动作提供动力的电机以及电机制动器回路，所述主工作电路还包括由交流输入端引入到电机的主电流回路、经交流输入端变压整流后输入到电机定子绕组的初励磁电流回路以及经电机转子电流整流后输入到电机定子绕组的自励磁电流回路，所述自励磁电流回路中串接有可变电阻器，所述电机制动器回路、主电流回路、初励磁电路回路、自励磁电流回路中分别设置有若干可编程逻辑控制器控制的开关装置。作为优选的实施方式，所述可变电阻器包括一固定阻值电阻器以及由时间继电器感应线圈逐级依次控制通断的开关组，开关组的一端并接后与后端的自励磁电流回路连接，开关组另一端的各个开关引脚分别接于固定阻值电阻器的不同阻值位置处。其中，所述开关组所包含开关的数量为四个。作为优选的实施方式，所述操作装置为按钮控制盒和/或遥控器。作为优选的实施方式，所述初励磁电流回路于整流后的回路位置处设置有并接的欠电压继电器感应线圈以及串接的欠电流继电器感应线圈。作为优选的实施方式，所述主电流回路以及于自励磁电流回路整流后的回路位置处分别设置有串接的过电流继电器感应线圈。本实用新型的有益效果是本实用新型在工作时，当操作装置和主工作电路中的某些电路状态发生改变时，可编程逻辑控制器会基于所存储的预编程配置改变设置于电机制动器回路、主电流回路、初励磁电路回路、自励磁电流回路中的开关装置状态，使得输入到电机中的主工作电流的通断和/或直流励磁电流大小等产生变化，从而令到电机的工作状态能够满足对应情况的使用，当进行适当配置后，调速控制系统可以使得起重机的起升机构无论在上升还是下降的时候都能够具有快慢的选择。从上述工作原理可以看出，本实用新型能够利用非常简单的电路实现起升机构的上升和下降的调速功能，其整体控制利用可编程逻辑控制器实现，制作成本与变频控制器相比大大降低，并且维修也比较方便，维修人员通过简单的培训便可以可编程逻辑控制器的操作，特别是由于本系统在实现慢速下降时是通过定子励磁电流作用配合实现的，其运行状态稳定，易于装配和对位，在此过程中电机和开关装置并不需频繁启动，确保了它们不会受到冲击，因此调速控制系统的工作寿命可以得到有效的保证。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的一种单相系统实施例的主工作电路的电路原理图；图2为本实用新型的一种三相系统实施例的主工作电路的电路原理图；图3为操作装置的一种实施例的电路原理图；图4为可编程逻辑控制器一种实施例的控制原理图。
具体实施方式
参照图1和图2，本实用新型的一种动力调速控制系统，包括主工作电路、可编程逻辑控制器以及通过可编程逻辑控制器对主工作电路进行控制的操作装置，其中可编程逻辑控制器可以基于预置的程序根据操作装置上不同的操作动作以及主工作电路中不同电路状态的变化而输出变化信号指令，使得主工作电路的状态满足使用要求。一般地，操作装置可以为按钮控制盒和/或遥控器，即可以单独通过按钮控制盒或遥控器进行控制，也可以同时通过两者进行控制，使得本实用新型的功能更加丰富。主工作电路包括用于向重物的上升和下降动作提供动力的电机1以及电机制动器回路2，电机1为交流电动机，图2实施例中的电机1则为三相交流异步电动机。主工作电路还包括由交流输入端引入到电机的主电流回路3、经交流输入端变压整流后输入到电机定子绕组的初励磁电流回路4以及经电机转子电流整流后输入到电机定子绕组的自励磁电流回路5，自励磁电流回路5中串接有可变电阻器6，电机制动器回路2、主电流回路3、 初励磁电路回路4、自励磁电流回路5中分别设置有若干可编程逻辑控制器控制的开关装置。其中，此主电流回路3导通时，电机1会正常启动动作，此电流回路3只会在提升重物时才会导通。初励磁电流回路4 一般由变压器TK2、整流桥VC4等组成，如图2中的实施例所示，其将输入端的高电压交流转换为低电压交流后经整流桥VC4后转换为小数值的电流 Id，此电流的值一般只有电动机额定电流的39Γ5%左右。自励磁电流回路5将电机转子整流后输入到电机定子绕组中作为励磁电流，这部分的电流成为自励磁电流If，其电流值会随着转子电流值的增大而增大，负载越小If越小，负载越大If越大，这特性可以使得负载下降时能够在If的作用下得到合适大小的制动力矩，使得系统能够稳定地运行。另外，由于自励磁电路回路5中所接的为可变电阻器6，因此励磁电流的大小也可以通过控制可变电阻器6来改变。作为优选的实施方式，可变电阻器6包括一固定阻值电阻器IR以及由时间继电器感应线圈逐级依次控制通断的开关组KA11A4，开关组KA11A4的一端并接后与后端的自励磁电流回路5连接，开关组KA11A4另一端的各个开关引脚分别接于固定阻值电阻器IR的不同阻值位置处，如图1和图2所示，当KA11A4依次闭合时，IR接入到自励磁电流回路中的阻值会不断减小，因此通过控制KA11A4的通断便可以控制励磁电流的大小， 从而控制电机运行的速度，特别是由于该开关组是通过时间继电器感应线圈逐级依次控制的，因此在不断的切换过程中还会具有一缓冲变化的效果，确保系统工作更加稳定可靠。实际应用时，开关组所包含的数量可以根据需要进行选择，基于制作成本和使用效果的考虑， 开关组所包含的数量优选为四个，如图1和图2中所示，分别为KA1、KA2、KA3和KA4。另外，为了使得系统的可靠性进一步提高，确保自身的保护功能更加好，作为优选的实施方式，所述初励磁电流回路4于整流后的回路位置处设置有并接的欠电压继电器感应线圈以及串接的欠电流继电器感应线圈，上述所设置的欠电压继电器感应线圈和欠电流继电器感应线圈可以在变压器TK2、整流桥VC4损坏无初励磁时产生响应，使得可编程控制器驱动电机制动器或者驱动其他部件动作，从而保证系统使用的可靠性和安全性。同样的原理，作为优选的实施方式，所述主电流回路3以及于自励磁电流回路5整流后的回路位置处分别设置有串接的过电流继电器感应线圈，当出现过流或短路情况时，可编程逻辑控制器也会根据上述感应线圈产生的响应信号做出相应的保护动作。下面对图2中的实施例配合图3和图4的操作和控制回路对系统的操作和工作原理进行说明。当按钮SB2处于第一档时为下降第一档，KP2、KEB、KMB依次吸合系统接通自励磁电流回路，给电机提供Id，制动器打开，并通过时间继电器逐级切除IR电阻的Q31-Q1部分， 最终KA4保持吸合，吊钩开始下降并通过转子为IM定子加入If，进入自激动力制动，此时为慢下。当按钮SB2处于第二档时为下降第二档，，KEB断开，K2接通、KMB接通，ΚΑΓΚΑ4 先断开，再通过时间继电器顺序吸合，最终ΚΑ4保持吸合，IR电阻器的Q31-Q0部分电阻被逐级切除，电机进入电动下放重物状态，此时为快下。当按钮SBl处于第一档时为上升第一档，Κ1、ΚΜΒ吸合，电动机IM通电，吊钩上升， KAl ΚΑ4不吸合，故电阻IR全部传入电机转子，处于慢速上升状态。当按钮SBl处于第二档时为上升第二档，当按钮SBl处于第二档时，由KAl开始动作，通过时间继电器依次接通ΚΑ2 4，最终ΚΑ4保持，逐级切除电阻1R，使电机进入额定运行状态，即快上状态。由快速下降转为慢速下降时，由于ΚΑ1、Κ2断开，Κ3吸合使KEB、AL1+、AL2+、KMB依次接通，电机进入制动下降，再由时间继电器依次接通KAl KA4，最终KA4保持吸合，吊钩下降，进入自激动力制动。由慢速下降到停止时，K03失电，KEB的线圈回路由KD4延时断触头保持吸合，KMB 断电对电机进行机械制动，KEB在延时时间内保持接通励磁回路，使电机在动力制动状况下进行停车，保证停车平稳。由起升慢速转为快速时，如果KLV释放，则是由于VCl中有整流元件短路导致保护继电器KPl动作引起的，需检查VCl排除短路故障后方能使用。由以上的工作过程描述可以看出，本实用新型能够稳定地工作于多种状态下，能够实现传统的调速控制系统所不能实现的效果，能够满足多方面的需求。
权利要求1.一种动力调速控制系统，包括主工作电路、可编程逻辑控制器以及通过可编程逻辑控制器对主工作电路进行控制的操作装置，主工作电路包括用于向重物的上升和下降动作提供动力的电机(1)以及电机制动器回路(2)，其特征在于所述主工作电路还包括由交流输入端引入到电机的主电流回路(3)、经交流输入端变压整流后输入到电机定子绕组的初励磁电流回路(4)以及经电机转子电流整流后输入到电机定子绕组的自励磁电流回路 (5)，所述自励磁电流回路(5)中串接有可变电阻器(6)，所述电机制动器回路(2)、主电流回路(3)、初励磁电路回路(4)、自励磁电流回路(5)中分别设置有若干可编程逻辑控制器控制的开关装置。
2.根据权利要求1所述的一种动力调速控制系统，其特征在于所述可变电阻器(6) 包括一固定阻值电阻器(IR)以及由时间继电器感应线圈逐级依次控制通断的开关组 (KA11A4)，开关组(KA11A4)的一端并接后与后端的自励磁电流回路(5)连接，开关组 (ΚΑΓΚΑ4)另一端的各个开关引脚分别接于固定阻值电阻器(IR)的不同阻值位置处。
3.根据权利要求2所述的一种动力调速控制系统，其特征在于所述开关组(KA11A4) 所包含开关的数量为四个。
4.根据权利要求1所述的一种动力调速控制系统，其特征在于所述操作装置为按钮控制盒和/或遥控器。
5.根据权利要求1所述的一种动力调速控制系统，其特征在于所述初励磁电流回路 (4)于整流后的回路位置处设置有并接的欠电压继电器感应线圈以及串接的欠电流继电器感应线圈。
6.根据权利要求1所述的一种动力调速控制系统，其特征在于所述主电流回路(3)以及于自励磁电流回路(5)整流后的回路位置处分别设置有串接的过电流继电器感应线圈。
专利摘要本实用新型公开了一种动力调速控制系统，包括主工作电路、可编程逻辑控制器以及操作装置，主工作电路包括电机、电机制动器回路、主电流回路、初励磁电流回路以及自励磁电流回路，所述自励磁电流回路中串接有可变电阻器，回路中分别设置有若干可编程逻辑控制器控制的开关装置。本实用新型利用非常简单的电路实现起升机构的上升和下降的调速功能，制作成本与变频控制器相比大大降低，并且维修也比较方便，特别是由于本系统在实现慢速下降时是通过定子励磁电流作用配合实现的，其运行状态稳定，易于装配和对位，在此过程中电机和开关装置并不需频繁启动，确保了它们不会受到冲击，因此调速控制系统的工作寿命可以得到有效的保证。
文档编号B66C13/44GK201952118SQ20112000531
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者叶浪, 陈树鑫 申请人:广东永通起重机械实业有限公司