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CN116281700A - 电驱卷扬浮动控制装置、钻机以及电驱卷扬浮动控制方法 - Google Patents

电驱卷扬浮动控制装置、钻机以及电驱卷扬浮动控制方法 Download PDF

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CN116281700A
CN116281700A CN202310256856.4A CN202310256856A CN116281700A CN 116281700 A CN116281700 A CN 116281700A CN 202310256856 A CN202310256856 A CN 202310256856A CN 116281700 A CN116281700 A CN 116281700A
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CN
China
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speed
motor
torque
winch
floating
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Pending
Application number
CN202310256856.4A
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English (en)
Inventor
刘志刚
马旭
唐恒玉
张永华
耿倩斌
王凯
马红冬
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Xuzhou XCMG Foundation Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Xuzhou XCMG Foundation Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Publication of CN116281700A publication Critical patent/CN116281700A/zh
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract

本发明公开了一种电驱卷扬浮动控制装置、钻机以及电驱卷扬浮动控制方法,涉及工程机械领域,用以实现对电驱卷扬的浮动控制,且浮动速度可调、触地后钢丝绳不会过放。该装置包括:电机,与卷扬驱动连接;浮动信号模块,与浮动控制开关电连接。速度检测与判断模块,与卷扬电连接;扭矩控制模块与速度检测与判断模块、电机均电连接;扭矩控制模块被配置为根据速度检测与判断模块检测到的速度控制电机的扭矩;速度控制模块,与浮动信号模块、电机均电连接;速度控制模块被配置为在浮动信号模块输出浮动停止信号时,向电机输出速度为0的信号。上述技术方案,实现了卷扬快速减速、稳定涨紧,且钢丝绳既不会过放,也不会反卷。

Description

电驱卷扬浮动控制装置、钻机以及电驱卷扬浮动控制方法
技术领域
本发明涉及工程机械领域,具体涉及一种电驱卷扬浮动控制装置、钻机以及电驱卷扬浮动控制方法。
背景技术
旋挖钻机是一种桩工类的成孔作业设备,其包括卷扬、缠绕于卷扬的钢丝绳、与钢丝绳连接的钻杆。在进行旋挖钻孔作业时,钻杆受自身重力和加压力作用而向地下进尺钻进,要求主卷扬钢丝绳处于放松状态,也即浮动状态。
根据卷扬被驱动的方式的不同,旋挖钻机分为液压马达驱动卷扬、电机驱动卷扬两大类。
发明人发现,对于液压马达驱动卷扬的类型,卷扬机构上安装有浮动电磁阀,通过驾驶室内的卷扬浮动开关,控制浮动电磁阀的开闭,从而使主卷扬马达的进、回油腔导通,这样就可以实现卷扬浮动。浮动开关打开时,卷扬受钻杆重力作用而逐渐放绳,钻杆重力和马达回油背压相互平衡后匀速放绳,直至钻杆触地。触地后,虽然卷扬马达的进、回油腔仍是导通状态,但是卷扬失去了钻杆重力作用,且液压马达本身的转动惯量很小,放绳速度在很短的时间内就降低至0,之后不会继续放绳。因此,马达驱动的卷扬机构浮动具有控制简单易行、停止速度快的特点。
发明人进一步研究发现,适用于液压马达驱动卷扬类型的浮动控制方法,却并不适用于电机驱动卷扬的结构。因为电机转动惯量比液压马达大很多,其速度难以控制。所以,对于电机驱动卷扬的旋挖钻机,目前难以实现浮动状态。
发明内容
本发明提出一种电驱卷扬浮动控制装置、钻机以及电驱卷扬浮动控制方法,用以实现对电驱卷扬的浮动控制,且浮动速度可调、触地后钢丝绳不会过放。
本发明实施例提供了一种电驱卷扬浮动控制装置,包括:
卷扬;
电机,与卷扬驱动连接;
浮动控制开关;
浮动信号模块,与浮动控制开关电连接,且被配置为在浮动控制开关被按下时输出浮动开始信号、在浮动控制开关断开时输出浮动停止信号;
速度检测与判断模块,与卷扬电连接,以实时检测卷扬的下放速度;
扭矩控制模块,与速度检测与判断模块、电机均电连接;扭矩控制模块被配置为根据速度检测与判断模块检测到的速度控制电机的扭矩;以及
速度控制模块,与浮动信号模块、电机均电连接;速度控制模块被配置为在浮动信号模块输出浮动停止信号时,向电机输出速度为0的信号。
在一些实施例中,扭矩控制模块还被配置为在速度控制模块向电机输出速度为0的信号后,延迟设定时长,向电机输出扭矩为0的信号。
在一些实施例中,扭矩控制模块被配置为根据速度检测与判断模块检测到的速度控制电机的扭矩,具体包括:
当速度检测与判断模块检测到的速度V≦V1,则扭矩控制模块控制电机的扭矩为T1;
当速度检测与判断模块检测到的速度V1<V≦V2,则扭矩控制模块控制电机的扭矩为T2;
当速度检测与判断模块检测到的速度V2<V,则扭矩控制模块控制电机的扭矩为T3;
其中,0<T1<T2<T3<Tmax,Tmax为电机的最大扭矩。
在一些实施例中,T1、T2、T3的方向均为卷扬上提的方向。
在一些实施例中,T1与卷扬上缠绕的钢丝绳涨紧至刚脱离松弛状态所需的扭矩大小相同,且远小于与卷扬的钢丝绳连接的钻杆重力所产生的扭矩TP;TP=m*g*r*i;
其中,M为钻杆重量;g为重力加速度;r为卷扬上钢丝绳的缠绕半径;i为电机与卷扬之间的传动比。
本发明实施例还提供一种钻机,包括本发明任一技术方案所提供的电驱卷扬浮动控制装置。
本发明实施例又提供一种电驱卷扬浮动控制方法,包括以下步骤:
在接收到浮动开始信号时,检测卷扬的下放速度;
计算卷扬的下放速度所处的速度区间,并根据速度区间控制电机的扭矩。
在一些实施例中,速度区间与电机扭矩的对应关系为:
当卷扬的下放速度V≦V1,则电机的扭矩为T1;
当卷扬的下放速度V1<V≦V2,则电机的扭矩为T2;
当卷扬的下放速度V2<V,则电机的扭矩为T3;
其中,0<T1<T2<T3<Tmax,Tmax为电机的最大扭矩。
在一些实施例中,T1、T2、T3的方向均为卷扬上提的方向。
在一些实施例中,T1与卷扬上缠绕的钢丝绳涨紧至刚脱离松弛状态所需的扭矩大小相同,且远小于与卷扬的钢丝绳连接的钻杆重力所产生的扭矩TP;TP=m*g*r*i;
其中,M为钻杆重量;g为重力加速度;r为卷扬上钢丝绳的缠绕半径;i为电机与卷扬之间的传动比。
在一些实施例中,T2=TV,a,其中a是参数,其数值可调。
在一些实施例中,电驱卷扬浮动控制方法还包括以下步骤:
在接收到浮动停止信号时,向电机输出速度为0的信号。
在一些实施例中,电驱卷扬浮动控制方法还包括以下步骤:
在向电机输出速度为0的信号后,延迟设定时长,向电机输出扭矩为0的信号。
上述技术方案提供的电驱卷扬浮动控制装置,包括卷扬、电机、浮动控制开关、浮动信号模块、速度检测与判断模块、扭矩控制模块以及速度控制模块。在需要对卷扬进行浮动控制时,需要让与卷扬连接的钢丝绳处于放松状态。通过浮动控制开关可以实时获取是否需要进行浮动控制的信号。如果需要进行浮动控制,则由速度检测与判断模块实时检测卷扬的下放速度,根据卷扬的下放速度所处的区间,采用扭矩控制模块针对性地对电机施加所需要的扭矩。如果不需要进行浮动控制,则采用速度控制模块对卷扬的转速复位至0。上述技术方案,在卷扬的下放速度快时,所施加给电机的扭矩也大;反之,卷扬的下放速度快时,所施加给电机的扭矩也小。并且所施加的扭矩根据下放速度实时多次调整,直至可以平衡与卷扬的钢丝绳连接的钻杆的自重,以实现卷扬的转速、钻杆的下降速度分阶段递减,实现电机大扭矩下快速地减速、小扭矩下稳定地涨紧,且减速过程和涨紧过程无缝衔接,钢丝绳既不会过放,也不会反卷。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例提供的电驱卷扬浮动控制装置结构示意图。
图2为本发明实施例提供的电驱卷扬浮动控制装置与钻杆连接的示意图;
图3为本发明实施例提供的电驱卷扬浮动控制方法逻辑示意图。
附图标记:
1、卷扬;2、电机;3、浮动控制开关;4、浮动信号模块;5、速度检测与判断模块;6、扭矩控制模块;7、速度控制模块;8、减速机;9、钢丝绳;10、钻杆;11、制动解除电磁阀。
具体实施方式
下面结合图1~图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
发明人经过研究发现:对于电驱卷扬来说,理论上不给电机输入工作电流,电机转子就处于浮动状态。但是要实现上述的浮动功能,还必须主动地给电机施加一定扭矩,才能平衡钻杆10重量而匀速下放,否则钻杆10就会呈自由落体状态下放。但是如果浮动开关打开前钻杆10已经触地,那么给电机施加扭矩就会使卷扬出现瞬间的上提动作,也即反卷收绳。另外,由于电机转动惯量比液压马达大很多,钻杆10触地后卷扬速度降为零需要一定减速时间,这段时间内钢丝绳9容易产生过放,还必须给电机施加一定的制动扭矩防止钢丝绳9过放。
本发明实施例提供的电驱卷扬浮动控制装置、控制方法,对电机2施加的扭矩可以兼顾以上各种情形,有效实现电驱卷扬1的浮动控制。
旋挖钻机用于成孔作业,在进行旋挖钻孔作业时,钻杆10在自身重力和外加压力的共同作用下而向地下进尺钻进。在钻杆10工作过程中,要求主卷扬1的钢丝绳9处于放松状态,也即浮动状态。
在详细介绍本发明实施例的技术方案之前,先介绍钻机的具体结构。
钻机包括卷扬1,卷扬1上缠绕有钢丝绳9。钢丝绳9远离卷扬1的一端连接有钻杆10。在钻孔作业开始之前,钻杆10被钢丝绳9吊起。在需要进行钻孔作业时,先将钻杆10调节至浮动状态,然后钻杆10在身重力、外加的压力作用下,实现有控制、精准的钻杆10操作。
本发明实施例提供的钻机,包括本发明任一技术方案所提供的电驱卷扬浮动控制装置。钻机的卷扬1由电机2驱动,所以也称为电驱动卷扬1类型的钻机。电机2和卷扬1之间设置有减速机8,以控制卷扬1的工作速度。在卷扬1工作过程中,制动器一直处于工作状态,以保证卷扬1的工作参数可控。电机2的转速、扭矩参数则都通过电驱卷扬浮动控制装置相应的模块进行控制。
具体来说,电驱卷扬浮动控制装置包括卷扬1、电机2、浮动控制开关3、浮动信号模块4、速度检测与判断模块5、扭矩控制模块6以及速度控制模块7。
卷扬1也称为主卷扬,其作用是带着钻杆10上下移动。卷扬1通过减速机8电机2驱动连接。电机2与速度检测与判断模块5、扭矩控制模块6、速度控制模块7均电连接。速度检测与判断模块5、扭矩控制模块6、速度控制模块7可以集成一个控制器内部,也可以是三个独立的模块。
浮动控制开关3可以设置在驾驶室内部,在需要进行钻孔操作之前,先将浮动控制开关3打开。浮动控制开关3打开之后,相应的控制模块进行数据采集、检测、处理,以最终实现对电机2的扭矩和转速的控制。具体来说,在收到浮动开始信号之后、钻杆10下降过程中,主要是对电机2的扭矩加以控制;在收到浮动停止信号之后、钻杆10下降过程中,主要是对电机2的转速、扭矩进行复位归零。
浮动信号模块4与浮动控制开关3电连接,且被配置为在浮动控制开关3被按下时输出浮动开始信号、在浮动控制开关3断开时输出浮动停止信号。浮动信号模块4是由操作人员根据需要进行操作的,在需要进行浮动控制时,按下卷扬1浮动开关,浮动信号模块4接收到浮动开始信号。在需要停止浮动控制时,断开卷扬1浮动开关,浮动信号模块4接收到浮动停止信号。根据浮动信号模块4有无输出浮动信号,分为两个控制支路:如果有浮动信号输出,则卷扬1制动解除电磁阀11得电,使卷扬1机构处于浮动状态,然后进入速度检测与判断模块5;如果没有浮动信号输出,则进入速度控制模块7。
速度检测与判断模块5与卷扬1电连接,以实时检测卷扬1的下放速度。速度检测与判断模块5具体可以采用以下方式实时检测卷扬1的下放速度V,
Figure BDA0004131236810000061
其中,D为卷扬1直径,n为卷扬1电机2转速,i为减速比。
扭矩控制模块6与速度检测与判断模块5、电机2均电连接。扭矩控制模块6被配置为根据速度检测与判断模块5检测到的速度控制电机2的扭矩。对电机2扭矩的控制是与检测到的卷扬1实时下放速度相关的。卷扬1的下放速度V快,则对电机2施加的扭矩大;反之,卷扬1的下放速度V慢,则对电机2施加的扭矩小。控制的目的是使得电机2施加的扭矩可以基本平衡钻杆10自身,使得钻杆10可以匀速下降,而不至于是自由落体的状态下降。
主要采用以下控制策略来控制电机2的扭矩:卷扬1的下放速度V与设定的速度区间[V1,V2]进行比较。具体来说,卷扬1的下放速度V被分为三档,在上述的速度区间内,小于上述区间的最低速度、大于上述区间的最高速度。根据这三档执行以下控制。
当速度检测与判断模块5检测到的速度V≤V1,则扭矩控制模块6控制电机2的扭矩为T1。
当速度检测与判断模块5检测到的速度V1<V≤V2,则扭矩控制模块6控制电机2的扭矩为T2。
当速度检测与判断模块5检测到的速度V2<V,则扭矩控制模块6控制电机2的扭矩为T3。
其中,0<T1<T2<T3<Tmax,Tmax为电机2的最大扭矩。
对电机2施加扭矩的目的是为了平衡钻杆10的重力,T1、T2、T3的方向均为卷扬1上提的方向。
在一些实施例中,T1与卷扬1上缠绕的钢丝绳9涨紧至刚脱离松弛状态所需的扭矩大小相同,且远小于与卷扬1的钢丝绳9连接的钻杆10重力所产生的扭矩TP;TP=m*g*r*i。
其中,M为钻杆10重量;g为重力加速度;r为卷扬1上钢丝绳9的缠绕半径;i为电机2与卷扬1之间的传动比。
在一些实施例中,T2=T(V,a)。T2是V和a的函数,其中,参数a可根据期望的最终稳定的浮动速度加以调整。通过调整参数a,可以使输出给电机2的扭矩T2与下放速度V的比例特性发生改变,从而获得与钻杆10重量匹配的不同速度平衡点。
速度控制模块7与浮动信号模块4、电机2均电连接;速度控制模块7被配置为在浮动信号模块4输出浮动停止信号时,向电机2输出速度为0的信号。速度控制模块7按照以下步骤执行操作:第一步,给输出电机2速度为0的信号;第二步,卷扬1制动解除电磁阀11延时t0秒后断电,从而使卷扬1制动器关闭;第三步,输出给电机2的扭矩初始化为T=0。
在一些实施例中,扭矩控制模块6还被配置为在速度控制模块7向电机2输出速度为0的信号后,延迟设定时长,向电机2输出扭矩为0的信号。
参见图3,本发明实施例还提供一种电驱卷扬浮动控制方法,可以采用本发明任一实施例所提供的电驱卷扬浮动控制装置实现,该包括以下步骤:
首先,在接收到浮动开始信号时,检测卷扬1的下放速度。
具体可以采用上述的浮动信号模块4与浮动控制开关3配合,以得到浮动开始信号、浮动停止信号。采用速度检测与判断模块5检测卷扬1的下放速度。
其次,计算卷扬1的下放速度所处的速度区间,并根据速度区间控制电机2的扭矩。具体采用速度检测与判断模块5、扭矩控制模块6实现扭矩与转速的对应控制。
在一些实施例中,速度区间与电机2扭矩的对应关系为:
当卷扬1的下放速度V≤V1,则电机2的扭矩为T1。
当卷扬1的下放速度V1<V≤V2,则电机2的扭矩为T2。
当卷扬1的下放速度V2<V,则电机2的扭矩为T3。
其中,0<T1<T2<T3<Tmax,Tmax为电机2的最大扭矩。
T1、T2、T3的方向均为卷扬1上提的方向。关于T1、T2、T3各自的其他介绍,可以参见上文的内容,此处不再赘述。
在一些实施例中,T1与卷扬1上缠绕的钢丝绳9涨紧至刚脱离松弛状态所需的扭矩大小相同,且远小于与卷扬1的钢丝绳9连接的钻杆10重力所产生的扭矩TP;TP=m*g*r*i。其中,M为钻杆10重量;g为重力加速度;r为卷扬1上钢丝绳9的缠绕半径;i为电机2与卷扬1之间的传动比。
在一些实施例中,电驱卷扬浮动控制方法还包括以下步骤:在接收到浮动停止信号时,向电机2输出速度为0的信号。
在一些实施例中,电驱卷扬浮动控制方法还包括以下步骤:在向电机2输出速度为0的信号后,延迟设定时长,向电机2输出扭矩为0的信号。具体可以采用速度控制模块7输出速度为0的信号,在速度为零之后,制动器关闭,紧接着电机扭矩归零。
根据钻杆10所处的位置,介绍电驱卷扬浮动控制方法在浮动控制开关3突然被打开的情况下的具体实施例。
第一种,当钻杆10被卷扬1吊在半空中静置,卷扬1浮动开关突然打开时。此情况下,卷扬1当前实际下放速度V会从0开始增加,V≤V1时,输出给电机2的扭矩T1很小,不足以平衡钻杆10下落的重力。因此下放速度V会继续增加。
当V1<V≤V2时,输出给电机2的扭矩T2,T2=TV,a,V越大T2越大。当T2增大到能够平衡钻杆10下落的重力时,V不再增加,钻杆10开始匀速下落。
另外,如果下放速度增加的太快,输出给电机2的扭矩T2不足以使钻杆10减速,一旦V2<V时,输出给电机2更大的扭矩T3,使其快速减速而再次回到V1、V2限定的区间内,最终浮动速度会稳定在V1、V2之间的某个数值。
当钻杆10正在匀速浮动下落,直至触地,如果此时卷扬1浮动开关仍然处于打开状态,钻杆10速度会瞬间降为0。但电机2由于较大的惯性仍在转动。根据速度V所处的区间情况,分为以下两种情况。
情况一,当触地瞬间V1<V≤V2时,输出给电机2较大的扭矩T2使电机2快速地减速,T2=TV,a,V越小T2越小。当V减速到近乎接近V1时,T2也减小到最小值,但仍能使卷扬1继续快速地减速。当下放速度慢至V≤V1时,输出给电机2较小的扭矩T1使电机2继续减速直至V=0,此时电机2的扭矩T1使钢丝绳9涨紧至刚脱离松弛状态,且由于T1远小于钻杆10重力所产生的扭矩,因此钻杆10不会被再次上提。此处,远小于是指小10倍以上。上述过程中,电机2在大扭矩T2作用下快速地减速,在小扭矩T1作用下稳定地涨紧,并且减速过程和涨紧过程根据速度变化实现无缝衔接,使得钢丝绳9既不会过放,也不会反卷。
情况二,当钻杆10触地瞬间卷扬1速度V≤V1时,输出给电机2较小的扭矩T1使电机2继续减速直至V=0,此时电机2的扭矩T1使钢丝绳9涨紧至刚脱离松弛状态,且由于T1远小于钻杆10重力所产生的扭矩,因此钻杆10不会被再次上提。上述过程中,钢丝绳9在小扭矩T1作用下稳定地涨紧,钢丝绳9既不会过放,也不会反卷。
第二种:当钻杆10已经触地并在地上静置,卷扬1浮动开关突然打开时,因卷扬1不受外力作用而保持下放速度V=0,满足V≤V1条件,输出给电机2扭矩T1,使钢丝绳9涨紧至刚脱离松弛状态。
可见上述技术方案在钻杆10触地后,电机2的扭矩根据卷扬1转速,即钻杆10下放速度所处的挡位分阶段递减,实现电机2大扭矩下快速地减速、小扭矩下稳定地涨紧,且减速过程和涨紧过程无缝衔接,钢丝绳9既不会过放,也不会反卷。
下面介绍浮动控制开关3被断开时,电驱卷扬浮动控制方法的具体实施例。
第一种,当钻杆10正在匀速浮动下落,卷扬1浮动开关突然关闭,即浮动控制开关3被断开,此时无论钻杆10已经触地还是仍在半空中,都输出给电机2速度指令V=0,电机2在自身电流作用下降速至0,并延时关闭卷扬1制动器,紧接着电机2扭矩初始化为T=0,此时卷扬1处于驻车制动状态。
第二种,当钻杆10已经触地并在地上静置,卷扬1浮动开关未打开时,即关闭时,输出给电机2速度指令V=0,由于卷扬1本身初始状态就是V=0,因此制动器保持初始关闭状态,电机2扭矩保持初始状态T=0。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作,因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电驱卷扬浮动控制装置,其特征在于,包括:
卷扬(1);
电机(2),与所述卷扬(1)驱动连接;
浮动控制开关(3);
浮动信号模块(4),与所述浮动控制开关(3)电连接,且被配置为在浮动控制开关(3)被按下时输出浮动开始信号、在所述浮动控制开关(3)断开时输出浮动停止信号;
速度检测与判断模块(5),与所述卷扬(1)电连接,以实时检测所述卷扬(1)的下放速度;
扭矩控制模块(6),与所述速度检测与判断模块(5)、所述电机(2)均电连接;所述扭矩控制模块(6)被配置为根据所述速度检测与判断模块(5)检测到的速度控制所述电机(2)的扭矩;以及
速度控制模块(7),与所述浮动信号模块(4)、所述电机(2)均电连接;所述速度控制模块(7)被配置为在所述浮动信号模块(4)输出浮动停止信号时,向所述电机(2)输出速度为0的信号。
2.根据权利要求1所述的电驱卷扬浮动控制装置,其特征在于,所述扭矩控制模块(6)还被配置为在所述速度控制模块(7)向所述电机(2)输出速度为0的信号后,延迟设定时长,向所述电机(2)输出扭矩为0的信号。
3.根据权利要求1所述的电驱卷扬浮动控制装置,其特征在于,所述扭矩控制模块(6)被配置为根据所述速度检测与判断模块(5)检测到的速度控制所述电机(2)的扭矩,具体包括:
当所述速度检测与判断模块(5)检测到的速度V≤V1,则所述扭矩控制模块(6)控制所述电机(2)的扭矩为T1;
当所述速度检测与判断模块(5)检测到的速度V1<V≤V2,则所述扭矩控制模块(6)控制所述电机(2)的扭矩为T2;
当所述速度检测与判断模块(5)检测到的速度V2<V,则所述扭矩控制模块(6)控制所述电机(2)的扭矩为T3;
其中,0<T1<T2<T3<Tmax,Tmax为所述电机(2)的最大扭矩。
4.根据权利要求3所述的电驱卷扬浮动控制装置,其特征在于,所述T1、T2、T3的方向均为所述卷扬(1)上提的方向。
5.根据权利要求3所述的电驱卷扬浮动控制装置,其特征在于,所述T1与所述卷扬(1)上缠绕的钢丝绳(9)涨紧至刚脱离松弛状态所需的扭矩大小相同,且远小于与所述卷扬(1)的钢丝绳(9)连接的钻杆(10)重力所产生的扭矩TP;TP=m*g*r*i;
其中,M为钻杆(10)重量;g为重力加速度;r为卷扬(1)上钢丝绳(9)的缠绕半径;i为电机(2)与卷扬(1)之间的传动比。
6.一种钻机,其特征在于,包括权利要求1~5任一所述的电驱卷扬浮动控制装置。
7.一种电驱卷扬浮动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
在接收到浮动开始信号时,检测所述卷扬(1)的下放速度;
计算所述卷扬(1)的下放速度所处的速度区间,并根据所述速度区间控制所述电机(2)的扭矩。
8.根据权利要求7所述的电驱卷扬浮动控制方法,其特征在于,所述速度区间与所述电机(2)扭矩的对应关系为:
当所述卷扬(1)的下放速度V≤V1,则所述电机(2)的扭矩为T1;
当所述卷扬(1)的下放速度V1<V≤V2,则所述电机(2)的扭矩为T2;
当所述卷扬(1)的下放速度V2<V,则所述电机(2)的扭矩为T3;
其中,0<T1<T2<T3<Tmax,Tmax为所述电机(2)的最大扭矩。
9.根据权利要求8所述的电驱卷扬浮动控制方法,其特征在于,所述T1、T2、T3的方向均为所述卷扬(1)上提的方向。
10.根据权利要求8所述的电驱卷扬浮动控制方法,其特征在于,所述T1与所述卷扬(1)上缠绕的钢丝绳(9)涨紧至刚脱离松弛状态所需的扭矩大小相同,且远小于与所述卷扬(1)的钢丝绳(9)连接的钻杆(10)重力所产生的扭矩TP;TP=m*g*r*i;
其中,M为钻杆(10)重量;g为重力加速度;r为卷扬(1)上钢丝绳(9)的缠绕半径;i为电机(2)与卷扬(1)之间的传动比。
11.根据权利要求8所述的电驱卷扬浮动控制方法,其特征在于,T2=T(V,a),其中a是参数,其数值可调。
12.根据权利要求7所述的电驱卷扬浮动控制方法,其特征在于,还包括以下步骤:
在接收到浮动停止信号时,向所述电机(2)输出速度为0的信号。
13.根据权利要求12所述的电驱卷扬浮动控制方法,其特征在于,还包括以下步骤:
在向所述电机(2)输出速度为0的信号后,延迟设定时长,向所述电机(2)输出扭矩为0的信号。
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