专利名称：起重车的速度控制装置及其方法
技术领域：
本发明涉及起重车的速度控制装置及其方法，尤其涉及到起重车的改进的速度控制装置及其方法，它能够按照在起重车和平衡重物之间的重量差自动计算补偿扭矩，从而控制车速，防止驱动冲击。
通常，当起重车运行时，驱动冲击发生是由于在起重车和平衡重物之间的不平衡的重量而引起的速度变化量增加的结果。所以，为了防止这样的驱动冲击，按照异步电动机的预先确定的补偿扭矩控制起重车的速度是必要的。
如附
图1所示，常规的起重车的速度控制装置包括一个转换器10，用于把通过电容R1和电感线圈L的施于它的交流电压转换成直流电压；一个逆变器20，用于把直流电压变换成可变的交流电压；一台由来自逆变器20的通过电容R2的交流电压控制的异步电动机30；一个脉冲发生器40，用于发生一个指示由异步电机30驱动的起重车速度的脉冲信号；一个速度控制器200，用于接收由脉冲发生器40生成的脉冲信号R和E以及从重量检测电路80输出的重量检测电压VW，该重量检测电路80安置在起重车70的下面；一个转换器控制器50，它通过接收从速度控制器200输出的运行和停止信号以及接收从变压器Tr输出的交流电压、从电容R1输出的交流电压、连接在转换器10和逆变器20之间的电容C1的电压，来控制转换器10；和一个逆变器控制器60，它通过接收从速度控制器200输出的运行和停止信号，以及接收从速度控制器200输出的补偿扭矩Tu，以及接收从电容R2输出的交流电压和从脉冲发生器40输出的脉冲信号R和E，来控制逆变器20。
如在附图2中所示，速度控制器200的不平衡扭矩补偿装置包括一个桥式整流器201，用于把从重量检测电路80来的交流电压的重量检测电压Vw整流成直流电压；一个A/D转换器202，用于把直流电压转换成数字电压；以及一台微型计算机203，通过接收从A/D转换器202输出的数字信号和从脉冲发生器40来的脉冲信号R和E，微型计算机计算与输入的信号对应的补偿扭矩Tu。
这里，起重车70被连接于平衡重物90，平衡重物90用于与起重车70的重量平衡。
现在，将解释起重车的常规的速度控制装置的操作及其方法。
首先，转换器10把交流电压转换成直流电压，而逆变器20把施加在上面的直流压转换成可变的交流电压，异步电动机30驱动起重车70。
这时，速度控制器200检测起重车70的速度并且按照从脉冲发生器40输出的脉冲信号R和E控制转换器控制器50和逆变器控制器60。
也就是说，安置在起重车70下面的重量检测电路80，按起重车70中乘坐的人员为依据，检测起重机的重量，并且输出指示检测到的重量的重量检测电压Vw。此后，桥式整流器201转换该重量检测电压Vw为直流电压，并且，用电容R3和R2划分该重量检测电压，用作A/D转换器202的输入，A/D转换器202把数字化的重量数据施加于微型计算机203。其后，微型计算机203按照施加于它的重量数据计算补偿扭矩Tu，并把补偿扭矩Tu施加于逆变器控制器60，逆变器控制器60接收补偿扭矩Tu和脉冲信号R和E，并且按照补偿扭矩Tu控制逆变器20。
参考附图3，当安装起重机时，没有载荷时的补偿扭矩的初始值To，在起重车上升时被调整到预先确定的值Tuu，在起重车下降时初始值To被调整到预先确定的值Tud。当没有载荷时，在起重车70和平稳重物90之间的不平衡变得最大，使得必需的补偿扭矩相似于异步电动机的固定扭矩。
因此，异步电动机30按照下述原则生成一个预先确定的载荷在向上方向时的补偿扭矩为UP，在向下方向时的补偿扭矩为DOWN，由此，能够控制起重车的速度。
然而，常规的起重车的速度控制装置和方法有一些缺点，其中，当安装起重机时，安装人员必须根据驱动冲击和振动强度，重复多次上升和下降起重车，调整补偿扭矩的初始值。因此，不能够获得对补偿扭矩更正确的调整。另外，这种不利的调整补偿扭矩方法要耗费太多的时间。
于是，本发明的一个目的是提供一种起重车的速度控制装置及其方法，它克服了在常规的起重车的速度控制及其方法中遇到的问题。
本发明的另一个目的是要提供起重车的一种改进的速度控制装置及其方法，它能够按照在起重车和平衡重物之间的重量差，自动计算补偿扭矩，因此，控制起重车的速度，防止驱动冲击。
为了达到上述目的，这里提供的起重机的速度控制装置，包括一个转换器，用于把施加于它的交流电压转换成直流电压；一个逆变器，用于把直流电压转换成可变的交流电压；一台异步电动机，它按照施加于异步电动机的交流电压驱动起重车；一个包含有速度变化量计算电路的速度控制器，通过接收从脉冲发生器输出的脉冲信号，按照起重车的载荷，计算最大的速度变化量；一个驱动判断电路，用于通过把由速度变化量计算获得的最大速度变化量与原先设置的预先确定的参考速度变化量相比较，判断最大速度变化量能否产生驱动冲击；一个驱动补偿扭矩补偿电路，当通过驱动补偿判断电路判定能够产生一个驱动冲击时，输出一个新的补偿扭矩。
为了达到上述目的，提供一种起重车的速度控制方法，它包括的步骤有判断起重车是否是在运行状态的起重车状态判断步骤；最大速度变化量搜索步骤当起重车在运行的初始状态时，通过计算起重车的当前速度变化量，按照在当前速度变化量和原先的速度变化量之间的比较结果，修改当前的最大速度变化量；最大速度变化量确定步骤当最大速度变化量在当前速度变化量小于原先的速度变化量时，确定由最大速度变化量搜索步骤最后修改的当前最大速度变化量；驱动补偿判断步骤当起重车工作时，在最大速度变化量确定步骤确定最大速度变化量的情况下，通过把最大速度变化量与原先设置的参考变化量进行比较，判断驱动补偿是否必要；驱动补偿扭矩计算步骤它使用最大速度变化量和原先的最大速度变化量，计算新的补偿扭矩，并且，把最大速度变化量变成原先的速度变化量，按照驱动补偿判断步骤的判断的结果，执行初始化。
图1是起重车的常规的速度控制装置的框图。
图2是图1的速度控制器的不平衡扭矩补偿装置的框图。
图3是图1采用的异步电动机的补偿扭矩图。
图4是按照本发明的速度控制器的补偿扭矩计算装置的框图。
图5A是在起重车过载时由图4的速度变化计算电路获得的起重车的速度变化图。
图5B是在起重车不过载时由图4的速度变化计算电路获得的起重车的速度变化图。
图6是与图4的载荷有关的补偿扭矩图。
图7是图4的驱动补偿扭矩计算电路图。
图8是图4的流程图。
现在，参考附图4，将解释按照本发明的起重车的速度控制装置的结构。
首先，起重车的速度控制器包括转换器10，逆变器20，异步电动机30，转换器控制器50，逆变器控制器60，脉冲发生器40，以及速度控制器200′，用于接收从脉冲发生器40输出的脉冲信号R和E，并且按照起重车70的载荷操作补偿扭矩，并且输出补偿扭矩Tu′到逆变器控制器50。
补偿扭矩计算装置300包括速度变化计算电路301，用于计算起重车的速度变化量；驱动补偿状态判断电路302，用于把从速度变化计算电路301输出的最大速度变化量与参考速度变化量进行比较，并且判断最大速度变化量是否达到预先确定的驱动冲击的强度；驱动补偿扭矩计算电路303，用于当驱动补偿状态判断电路302判定驱动冲击能够发生时，把一个系统不变的常数与最大速度变化量相乘，并且加入原先的补偿扭矩，输出一个新的补偿扭矩Tu′。
如图7中所示，驱动补偿扭矩计算电路303包括一个计算放大器303-1，它具有电容R1′到R3′和一个计算放大器OP1；一个积分电路303-2，用于集成计算放大器303-1的输出并且输出补偿扭矩Tu′。
参考图8，现在将解释起重车的速度控制装置的运行。
首先，速度变化计算电路301接收从脉冲信号R和E和重量计算电路80输出的重量检测电压Vw，该重量计算电路80指示在脉冲发生器40处的速度，并且判断起重车70是否在运行，而且判断指示控制循环的循环标记LCTK的值是否大于预先确定的时间t0-步骤2。如果循环标记LCTK的值小于预先确定的时间t0，那么，速度变化计算电路301就判明起重车70是在初始运行状态，并且从起重车70的当前速度中减去原先的速度，而且把该值除以速度变化量。
也就是说，如在下面表达的，从起重车70的当前速度Wk减去原先的速度Wk-1，减的结果被时间的差Δt除。结果，我们能够获得下面的速度变化量ek 速度变化量ek在图5中表示。如其中所示，在根据乘客过载应该执行补偿的情况下，速度变化计算电路301检测起重车的过载状态，使得速度变化量-ek发生在与起重车将要移动的方向相反的方向上。另外，在根据不足的载荷执行补偿的情况下，如在图5B中所示，速度变化量+ek发生在起重车将要移动的方向上。
此后，速度变化计算电路301把当前速度变化量ek和原先的速度变化量ek-1相比较-此为步骤4。这时，如果判定当前速度变化量ek大于或等于原先的速度变化量ek-1，那么，速度变化计算电路301用最大速度变化量Pm改变当前速度变化量ek，并且，最大速度变化量Pm被输出到驱动补偿状态判断电路302。其后，速度变化计算电路301把循环标记LCTK加“1”-此为步骤9，并且，速度被返回到开始的步骤1以进行一个新的控制循环。
然而，在当前速度变化量ek小于原先的速度变化量ek-1时，时间延迟标记NK被加“1”-此为步骤5，增加的时间标记NK和预先确定的时间N0互相比较-此为步骤6。这里，时间延迟标记NK用于为预先确定的时间移去一个可能的错误信号。另外，如果由于预先确定的时间N0检测到当前速度变化量ek小于原先的速度变化量ek-1，那么，这就意味着速度变化量ek被暂时地减小为如附图5所示，使得最大速度变化量Pm呈反弯曲。
因此，如果时间延迟标记NK的值大于或等于预先确定的时间值N0，那么速度变化计算电路301设置重新调整的显示标记LCF为“1”-此为步骤7，重新调整的显示标记LCF指出该补偿扭短应该被重新调整；即用最大速度变化量±em替换当前的最大速度变化量Pm-此为步骤70。另外，如果判定时间延迟标记NK的值小于预先确定的时间N0-此为步骤6，那么，就执行步骤9。
同时，如果起重车70不在运行，那么，驱动补偿状态判断电路302判定重新调整显示标记LCF被设置为“1”-此为步骤10，结果，如果重新调正显示标记LCF不被设置为“1”，那么，驱动补偿状态判断电路302把来自速度变化计算电路301的最大速度变化量±em与先确定的参考速度变化量e0相比较-此为步骤11。
其后，如果最大速度变化量±em大于或等于参考速度变化量e0，那么驱动补偿状态判断电路302判定最大速度变化量±em是在驱动冲击的状态，并且输出该结果到驱动补偿扭矩计算电路303。
驱动补偿扭矩计算电路303辨认出该最大速度变化量±em是在驱动冲击的状态，并且把系统恒定的系数J与最大速度变化量±em乘，加上当前的补偿扭矩Tuk-1，获得新的补偿扭矩Tuk-此为步骤12。
Tuk＝Tuk-1＋J×(±em)------公式II这里，系统恒定系数J指示出从计算放大电路303-1的电容R1和R2获得的重量。公式II能够表达成如下形式，这里，用计算放大电路303-1和积分计算电路303-2来计算补偿扭矩Tuk，如在图7中所示。 这里，K指示出积分系数。如果预先确定的值变得接近于积分系数K，那么，补偿扭矩就变得正确。
就是说，如在图6中所示，在起重车70下降的情况下，初始步骤补偿扭矩T0被调整到与不足的载荷补偿有关的补偿扭矩Tb。
驱动补偿扭矩计算电路303把新的补偿扭矩Tuk施加到逆变器控制50，并且，异步电动机30用补偿扭矩Tuk驱动起重车，因此，防止驱动冲击，由此能够控制起重车的速度。
其后，驱动补偿扭矩计算电路303用补偿扭矩Tuk改变当前补偿扭矩Tuk-1-此为步骤13，并且重置重新调整显示标记LCF、循环标记LCTK和时间延迟显示标记NK为“0”-此为步骤14到步骤16，并且循环结束。
如上面所述，按照本发明的起重车的速度控制装置及其方法的目的是在速度变化量计算电路中计算最大的速度变化，在驱动补偿状态判断电路处判别最大速度变化量是不是在产生驱动冲击的情况，放大并积分最大速度变化，根据起重车的载荷自动计算补偿扭矩。另外，按照起重车的载荷，以起重车的状态为基础，能够控制补偿扭矩，因此，克服了按照采用常规的重量计算机器的防振动橡皮收缩所发生的载荷错误问题。
权利要求
1.一种起重车的速度控制装置，包括一个转换器，用于把施加于它的交流电压转换成直流电压；一个逆变器，用于把所说的直流电压转换成可变的交流电压；一台异步电动机，用于按照施加于所说的异步电动机的交流电压驱动起重车；以及一个速度控制器，包含一个速度变化量计算电路，用于通过接收从所说的脉冲发生器输出的脉冲信号，按照起重车的载荷，计算最大速度变化量；一个驱动补偿判断电路，用于通过把由速度变化量计算获得的最大速度变化量与原先设置的预先确定的参考速度变化量相比较，判断该最大变化量能否产生驱动冲击；和一个驱动补偿扭矩计算电路，当由所说的驱动补偿判断电路判定能够产生驱动冲击时，输出一个新的补偿扭矩。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所说的驱动补偿扭矩计算电路包括一个计算放大器，用于把由所述的速度变化量计算电路获得的最大速度变化量和一系统的不变系数相乘；以及一个积分电路，用于积分所述的计算放大器的输出。
3.一种起重车的速度控制方法，包括的步骤有判断起重车是否在运行状态的起重车状态判断步骤；最大速度变化量搜索步骤当起重车在运行的初始阶段时，通过计算起重车的当前速度变化量，按照在当前速度变化量和原先的速度变化量之间的比较结果，修改当前的最大速度变化量；最大速度变化量确定步骤它当最大速度变化量在当前速度变化量小于原先的速度变化量的情况时，确定由所说的最大速度变化量搜索步骤最后修改的当前最大速度变化量；驱动补偿判断步骤当起重车在运行时，在用所述的最大速度变化确定步骤确定最大速度变化量的情况下，通过比较最大速度变化量和原先设置的参考变化量，判断驱动补偿是否必要，以及驱动补偿扭矩计算步骤使用最大速度变化量和原先的最大速度变化量，计算新的补偿扭矩，并且把最大速度变化量改变成原先的速度变化量，按照由所述的驱动补偿判断步骤的判断结果执行初始化。
4.如权利要求3所述的方法，其中，当起重车不在运行状态时，以及当所述的最大速度变化量未被确定时，以及当最大速度变化量搜索步骤、最大速度变化量确定步骤、和驱动补偿扭矩计算步骤被完成时，依序再次执行所述的起重车状态判断步骤、所述的最大速度变化量搜索步骤、最大速度变化量确定步骤、所述的驱动补偿判断步骤、和驱动补偿扭矩计算步骤。
5.如权利要求3所述的方法，其中，当由驱动补偿判断步骤判定不需要驱动补偿步骤时，所述的驱动补扭矩计算步骤被初始化。
全文摘要
一种改进的起重车速度控制装置和方法，能按照在起重车和平衡重物间的重量差自动计算补偿扭矩，因此控制起重车速度，防止驱动冲击，包括转换器，逆变器，异步电机，包含速度变化量计算电路的速度控制器，通过接收从脉冲发生器输出的脉冲信号计算最大速度变化量；驱动补偿判断电路，判断最大速度变化量能否产生驱动冲击；驱动补偿扭矩计算电路，用于输出新的补偿扭矩。
文档编号B66B1/28GK1132719SQ9511910
公开日1996年10月9日 申请日期1995年10月11日 优先权日1994年10月11日
发明者李济弼 申请人:Lg产电株式会社