專利名稱：一種挖掘機傳動控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及露天礦山挖掘機械，特別是一種挖掘機傳動控制系統(tǒng)。
背景技術：
目前，大型露天礦山開采所用的正鏟挖掘機一般為單斗桿，傳動系統(tǒng)采用直流調(diào)速，其缺點是挖掘角度不可控，需要的傳動功率大、能耗高，而且直流傳動系統(tǒng)功率因數(shù)低。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本實用新型要設計一種可降低傳動功率和能耗并可提高傳動系統(tǒng)功率因數(shù)的挖掘機傳動控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下一種挖掘機傳動控制系統(tǒng)，包括公共整流回饋模塊、公共直流母線和逆變器模塊，所述的公共整流回饋模塊由兩個整流回饋單元組成，每個整流回饋單元的輸入端與整流變壓器連接、其輸出端與公共直流母線連接，所述的逆變器模塊包括兩臺提升/行走逆變器、兩臺上下推壓逆變器和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器，所述的兩臺提升/行走逆變器、兩臺上下推壓逆變器和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器的輸入端均接在公共直流母線上，所述的提升/行走逆變器的輸出端通過接觸器分別與提升電機和行走電機連接，所述的上下推壓逆變器和回轉(zhuǎn)逆變器的輸出端分別與推壓電機和回轉(zhuǎn)電機連接；所述的兩個整流回饋單元、兩臺提升/行走逆變器、兩臺上下推壓逆變器和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器均通過現(xiàn)場總線與可編程控制器連接，所述的提升/行走逆變器、上下推壓逆變器和回轉(zhuǎn)逆變器均為全數(shù)字交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，并且前提升/行走逆變器、上下推壓逆變器和前回轉(zhuǎn)逆變器分別連接一個編碼器。本實用新型所述的兩臺提升電機逆變器之間通過控制電纜連接，實現(xiàn)主從控制； 兩臺回轉(zhuǎn)電機逆變器之間通過控制電纜連接，實現(xiàn)主從控制。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果1、由于本實用新型的整流回饋單元可以將直流母線上的發(fā)電狀態(tài)的能量送回電網(wǎng)，交直交的供電方式對于電網(wǎng)的諧波污染較小，能耗低，功率因數(shù)可以達到0. 99。2、由于本實用新型的提升、上下推壓斗桿的位置、速度都是可控的，使得鏟斗可繞斗桿轉(zhuǎn)動，在任意挖掘軌跡上都可調(diào)整切削角度、控制挖掘力，挖掘力、挖掘速度及鏟斗姿態(tài)的協(xié)調(diào)控制，也提高挖了掘效率。3、由于本實用新型的逆變器均為全數(shù)字交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，與直流傳動裝置相比，可大大提高功率因數(shù)。4、本實用新型的兩臺提升/行走逆變器通過接觸器進行切換，分別控制提升電機和行走電機，這樣可以節(jié)省逆變器的數(shù)量。5、由于本實用新型采用主從控制，可以保證兩臺電機的出力一樣，降低能耗。

[0012]本實用新型共有附圖2張，其中圖1是挖掘機傳動控制系統(tǒng)的電路連接示意圖。圖2是挖掘機挖掘角度控制示意圖。圖中1、整流回饋單元，2、提升/行走逆變器，3、上下推壓逆變器，4、回轉(zhuǎn)逆變器， 5、公共直流母線，6、進線開關，7、整流變壓器，8、現(xiàn)場總線，9、編碼器，10、接觸器。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行進一步地描述。如圖1所示，一種挖掘機傳動控制系統(tǒng)，包括公共整流回饋模塊、公共直流母線5和逆變器模塊，所述的公共整流回饋模塊由兩個整流回饋單元1組成，每個整流回饋單元1的輸入端與整流變壓器7連接、其輸出端與公共直流母線5連接，所述的整流變壓器7的輸入端與進線開關6連接，所述的逆變器模塊包括兩臺提升/行走逆變器2、兩臺上下推壓逆變器3和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器4，所述的兩臺提升/行走逆變器2、兩臺上下推壓逆變器3和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器4的輸入端均接在公共直流母線5上，所述的提升/行走逆變器2的輸出端通過接觸器10分別與提升電機和行走電機連接，所述的上下推壓逆變器3和回轉(zhuǎn)逆變器4的輸出端分別與推壓電機和回轉(zhuǎn)電機連接； 所述的兩個整流回饋單元1、兩臺提升/行走逆變器2、兩臺上下推壓逆變器3和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器4均通過現(xiàn)場總線8與可編程控制器連接，所述的提升/行走逆變器2、上下推壓逆變器3和回轉(zhuǎn)逆變器4均為全數(shù)字交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，并且前提升/行走逆變器2、上下推壓逆變器3和前回轉(zhuǎn)逆變器4分別連接一個編碼器9。所述的兩臺提升電機逆變器之間通過控制電纜連接，實現(xiàn)主從控制；兩臺回轉(zhuǎn)電機逆變器之間通過控制電纜連接，實現(xiàn)主從控制。挖掘機的挖掘原理基本上是模仿人使用鐵鍬的動作，配上電力傳動系統(tǒng)。電鏟的一個挖掘周期很短，是一個重復短時工作制，提升、推壓、回轉(zhuǎn)電機需要經(jīng)常的啟動、制動， 采用交流變頻系統(tǒng)，逆變器在制動的過程中將制動能量反饋到直流母線上，其能量或通過整流回饋單元1回饋電網(wǎng)，或提供給其他逆變器，從而節(jié)約能量。在挖掘過程中存在一個最佳的挖掘角度，在這個角度進行挖掘，需要的力最小，挖掘的效率最高。根據(jù)這個挖掘角度， 在任何一個挖掘點上，提升的高度、推壓斗桿的伸出長度都是固定的。通過連接在前提升、 上下推壓逆變器3上的編碼器9可以計算出提升的高度、上下推壓的伸出長度以及它們的運行速度，在挖掘過程中，根據(jù)最佳挖掘角度的要求，通過調(diào)整提升的高度、上下斗桿的伸出長度，就能夠?qū)崿F(xiàn)最佳挖掘。此外，采用編碼器9進行測速，還可以提高逆變器的動態(tài)性能。圖2所示為挖掘機挖掘角度控制示意圖，提升點C的位置坐標、上下推壓斗桿與鏟斗鉸接點Bl和B2的位置坐標、上下推壓斗桿推壓軸中心Al和A2和鉸接點Bl和B2之間的距離^!歷和^^、以及天輪和鏟斗之間鋼絲繩長度矹等都是已知參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)及最佳挖掘角度，可以計算出提升高度、上下推壓斗桿推壓距離的變化。本發(fā)明根據(jù)這些變化要求，控制提升、上下推壓斗桿的行程，實現(xiàn)最佳挖掘角度的挖掘。
權利要求1.一種挖掘機傳動控制系統(tǒng)，其特征在于包括公共整流回饋模塊、公共直流母線(5) 和逆變器模塊，所述的公共整流回饋模塊由兩個整流回饋單元(1)組成，每個整流回饋單元(1)的輸入端與整流變壓器(7)連接、其輸出端與公共直流母線( 連接，所述的逆變器模塊包括兩臺提升/行走逆變器O)、兩臺上下推壓逆變器C3)和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器，所述的兩臺提升/行走逆變器O)、兩臺上下推壓逆變器C3)和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器(4)的輸入端均接在公共直流母線( 上，所述的提升/行走逆變器( 的輸出端通過接觸器(10)分別與提升電機和行走電機連接，所述的上下推壓逆變器C3)和回轉(zhuǎn)逆變器(4)的輸出端分別與推壓電機和回轉(zhuǎn)電機連接；所述的兩個整流回饋單元(1)、兩臺提升/行走逆變器O)、兩臺上下推壓逆變器C3)和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器(4)均通過現(xiàn)場總線(8)與可編程控制器連接， 所述的提升/行走逆變器( 、上下推壓逆變器C3)和回轉(zhuǎn)逆變器(4)均為全數(shù)字交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，并且前提升/行走逆變器O)、上下推壓逆變器C3)和前回轉(zhuǎn)逆變器(4)分別連接一個編碼器(9)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種挖掘機傳動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的兩臺提升電機逆變器之間通過控制電纜連接，實現(xiàn)主從控制；兩臺回轉(zhuǎn)電機逆變器之間通過控制電纜連接，實現(xiàn)主從控制。
專利摘要本實用新型公開了一種挖掘機傳動控制系統(tǒng)，包括公共整流回饋模塊和逆變器模塊，公共整流回饋模塊由兩個整流回饋單元組成，逆變器模塊包括兩臺提升/行走逆變器、兩臺上下推壓逆變器和兩臺回轉(zhuǎn)逆變器，整流回饋單元、提升/行走逆變器、上下推壓逆變器和回轉(zhuǎn)逆變器均通過現(xiàn)場總線與可編程控制器連接，提升/行走逆變器、上下推壓逆變器和回轉(zhuǎn)逆變器均為全數(shù)字交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。本實用新型的整流回饋單元可將直流母線上的發(fā)電狀態(tài)的能量送回電網(wǎng)，交直交的供電方式對于電網(wǎng)的諧波污染較小，能耗低，功率因數(shù)可以達到0.99。本實用新型在任意挖掘軌跡上都可調(diào)整切削角度、控制挖掘力，挖掘力、挖掘速度及鏟斗姿態(tài)的協(xié)調(diào)控制，也提高挖了掘效率。
文檔編號E02F9/20GK202064388SQ20102069350
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者劉寧, 楊慶光, 王大鈺 申請人:一重集團大連設計研究院有限公司, 中國第一重型機械股份公司