[发明专利]起重机升降机构自动控制系统

说明书

本发明涉及起重机升降机构自动控制系统，即绕线型电动机驱动的起重机升降机构，用正向、反向与单相加反接制动的电动控制联锁系统，其下降后的制动是利用操作机构的零位使单相制动先自动投入，经延时后又自动切除，随之使反接制动自动投入控制系统;本发明还设有特殊的机械三联锁与电气三联锁相匹配，是一种电气与机械的双重三联锁的自动控制系统。

本发明之前，我国的50吨以下的起重机，其升降机构系采用中国工业出版社1980年出版的，由《起重机设计手册》编写组编的《起重机设计手册》中介绍的，起升机构PQSI控制屏，即起升机构单相、反接制动的调速系统。

近几年来，对PQSI控制屏作了一些改进，类似于太原重型机器厂设计研究所1981年9月印刷的，由侯新田等编写的《起重机用PQS系列屏的改进》中介绍的，正向、反向与单相制动换接系统，已设计出了一种新的换向环节。此改进对换接虽稍有改善，但是没有根本性的突破，使用中仍然存有撞击、噪音、震动、电机过热以致烧毁电机等问题。产生这些问题的主要原因为：

1.方向接触器与单相接触器的换接设计欠妥，使操纵把从下降方向快速拉回零位，尤其从第三档突然快速拉回零位或拉过了零位，单相制动来不及投入，电机从全速下降立刻变为上升状态，电机马上得到相反的全电流，产生很强的反接力矩来制动电机，因而电机内发出强电流撞击声。由于电机频繁的正反转，经常发生反接制动的强电流，加快了电机的损伤，缩短了电机的寿命。

2.方向接触器得电吸合与失电释放均有一个延缓时间，且各接触器的固有延缓时间不等。当操纵把在下降方向第三档位置时，为了紧急制动快速拉回零位或拉过了零位，上升接触器随即得电工作，若下降接触器失电释放的延缓时间稍长，就出现在下降接触器的主触头没有完全断开或其弧光还未消失，上升接触器主触头就已得电的情况，形成上升、下降接触器主触头重叠得电，引起相间短路事故。当控制器采用联动控制台时，由于其档位间距小，快速紧急拉回零位或拉过零位的操作时间一般小于1/10秒甚至更短，这样更容易引起相间短路事故。

3.PQSI系统单相运转时间不允许大于一分钟。从单相制动到反接制动应在一分钟内完成，但是该系统中没有防止单相运转时间过长的措施，一旦时间超过就产生电机发热而可能烧坏。

目前国内外，起重机升降机构大部份采用能耗制动、涡流制动、自激式能耗制动和转子接入可控硅的调速系统，其运行性能较好，但是造价较高。

本发明是对我国50吨级以下的起重机升降机构PQSI控制系统中的改进。改变了PQSI系统中的换相线路及换相元件，并使其监控主回路的弧光或弧电压是否熄灭或消失，再由此发出是否换相的指令，即电动机定子完全与电源断开，换向继电器线圈断电，其常闭触头闭合，方向接触器才能得电，从而实现了电动机运行状态的正常转换;增加时间继电器，使操纵把从下降位置的第三档快速拉回零位时，时间继电器线圈失电，其常开触点瞬时闭合，待主回路的弧光消失后，单相制动接触器投入，实行单相制动，待该时间继电器一接点延时断开，另一接点延时闭合后，单相制动结束，反接电源投入，实行反接制动;同时在该系统中增加了与正向、反向和单相制动的电气三联锁相匹配的机械三联锁。这种由电气和机械的双重三联锁，使这套控制系统比其他控制系统都完善、先进。

本发明的方法是在改进型的PQSI控制系统中增设时间继电器，实现制动电源自动投入和切除。操纵把在下降位置的第三档时，下降接触器线圈得电，下降主触头闭合，电机反转，升降机构下降，这时电机处于再生运转状态。为了制动升降机，将操纵把拉回零位，下降接触器线圈失电，其主触头断开，下降接触器常闭辅助触头接通，单相制动接触器线圈得电。单相制动主触头闭合，使电机自动进入单相制动状态下运转;同时，由于下降接触器线圈失电，常开辅助触头断开，使时间继电器线圈失电，其常开与常闭触点分别延时断开与接通，使单相制动电源自动切除，上升接触器线圈得电，上升接触器主触头闭合，反接电源自动投入;另一个时间继电器延时稍长，等延时断开后，上升接触器线圈失电，其主触头马上断开，自动切除反接制动电源，升降机构制动完毕;再依附液压抱闸作用，使升降机构稳定地停留在预定位置。这样通过延时约相差一倍的两个延时继电器配合使用，实现了单相制动与反接制动的自动投入和切除。

为了使升降机构的制动更加准确、可靠，增设了机械三联锁，实现了电器与机械互相匹配的双重三联锁，防止了电气系统中产生的误动作，完善了这套控制系统。

本发明的方法进一步用附图1～3说明。

附图1为电气控制系统图