阅读说明：本技术 吊舱作业港机超长电缆的转换装置 (Conversion device for super-long cable of nacelle operation port machine ) 是由 毛俊 崔海峰 曹平 刘晓明 陈世梁 顾玮 孔利明 于 2018-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种吊舱作业港机超长电缆的转换装置,包括逆变供电系统,逆变供电系统座在港机吊梁上,逆变供电系统包括电池组G、逆变器A1、变压器D01、遥控器接收机A2、继电器和继电器开关；逆变器A1输出端输出高压交流电,逆变器A1输出分两路,一路走向供电的控制系统,一路接入继电器开关和吊钩电机M3。本发明的转换装置在吊舱作业时采用逆变供电系统代替现有的通过超长电缆供电的方式来驱动吊钩电机,实现在恶劣的天气情况下港机的作业不受影响。当港机在码头面作业时,除了现有的电缆通电驱动吊钩电机的工作模式,并对逆变供电系统进行充电,确保船舱作业时的电量需求,从而确保吊舱作业港机的安全、高效作业。(The invention discloses a conversion device for a nacelle operation port machine ultralong cable, which comprises an inversion power supply system, wherein the inversion power supply system is arranged on a port machine hanging beam, and comprises a battery pack G, an inverter A1, a transformer D01, a remote controller receiver A2, a relay and a relay switch; the output end of the inverter A1 outputs high-voltage alternating current, the output of the inverter A1 is divided into two paths, one path of the output is led to a power supply control system, and the other path of the output is connected with a relay switch and a hook motor M3. The conversion device adopts an inversion power supply system to replace the existing mode of supplying power through an ultra-long cable to drive the hook motor when the nacelle works, so that the operation of the port machine is not influenced under the severe weather condition. When the port machine works on the wharf surface, the existing working mode that the cable is electrified to drive the hook motor is eliminated, the inversion power supply system is charged, the electric quantity requirement during cabin operation is ensured, and the safe and efficient operation of the pod operation port machine is ensured.)

吊舱作业港机超长电缆的转换装置

技术领域

本发明涉及一种港机电缆装置，尤其涉及一种吊舱作业时的港机超长电缆转换装置。

背景技术

目前，某企业的厂区成品码头在用的大型港机多用于成品钢卷、钢板等货物的装卸船作业，港机的性能稳定，装载货物的吨位大，作业效率高，是码头的主力作业设备。港机主要由大车12、大梁、小车、机械房、电气室、吊梁（包括吊钩）、驾驶室3等多个机构组成，小车包括小车车轮1、小车轨道2，小车上安装有防护罩13、电缆支架15，电缆支架15能挂持电缆14，吊梁6和吊钩5作为吊运装卸货物主要单元，工作负荷远远大于港机其它部位的部件。位于港机上部的小车与位于港机下部的吊梁6之间采用钢丝绳4经吊梁吊钩5连接进行上下移动，吊梁6上的吊钩9（又称旋转吊钩）动作采用电机8进行旋转驱动，而电机电缆18是由小车上吊放下来的，电机电缆18通过安装于小车上的提升卷曲装置，随吊梁6上行而上行，随吊梁6下行而下来的。电机电缆18一端固定于小车上的提升卷曲装置，另一端固定于吊梁6上电机的电缆插座上，通过电缆18将电源输入于吊梁6上的吊钩电机8。在吊装货物过程中，需要对吊梁上的吊钩9进行旋转以满足货物装载位置的需求，参见图1。

吊梁6在起升、下降过程中，电缆18的长度发生变化，吊梁6上安装有蓄缆筐7，吊梁6在起升的情况下，过长的电缆18在自身重力作用下自行卷入蓄缆筐7；吊梁在下降的情况下，电缆自行伸出蓄缆筐，与吊梁同步动作。司机经手动控制通过控制港机操作室内的控制按钮来实现对吊钩电机8的旋转控制。

港机的作业主要分为两种，一种作业方式为码头面的作业，即把车辆上的钢卷吊下放到码头面上，或把码头面上的钢卷吊往车辆上，该种方式的电缆最大长度为30米。另外一种作业方式为把码头面的钢卷吊往船舱，即船舱吊运作业，该种作业方式作业的垂直距离明显增大，电缆由原来的30米变为超长电缆60米。通常情况下，吊梁能够满足钢卷的吊装作业要求，但是由于码头作业环境的限制，下雨、大风的天气无法避免，在这种恶劣的天气情况下，第二种作业方式，即船舱吊运作业的电缆长度达到60米，吊梁在作业过程中超长电缆因外界天气大风大雨的缘故，超长电缆发生严重的晃动，从而与船舱壁、钢丝绳和周围的附件发生碰擦，电缆被外物钩住缠绕在一起，在作业过程中可能发生超长电缆碰坏、拉坏的情况。

码头区域潮湿、雨水多，损坏的电缆与这些地方接触后电缆会发生爆缆，甚至出现作业人员的触电的人身伤害事故。在遇到以上恶劣天气时，港机只能够停止作业。此外，在港机吊梁晃动较大的情况下，电缆会逃出到蓄缆筐外面，与机械机构缠绕在一起，造成电缆被拉断，电缆为380V的高压电，带电的高压电缆拉断后极其危险，无论是碰触到作业设备或人员，都将产生严重的后果，不仅会导致设备电器部件的损坏，增加设备维修费用的投入，对人生存在很大的安全隐患。

由于港机停止作业将严重影响成品货物出的厂效率，对企业的物流系统也带来了较大的影响。针对在恶劣天气下电缆损坏的问题，一直没有很好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吊舱作业港机超长电缆的转换装置，该转换装置在吊舱作业时采用逆变供电系统代替现有的通过超长电缆供电的方式来驱动吊钩电机，实现在恶劣的天气情况下港机的作业不受影响。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种吊舱作业港机超长电缆的转换装置，包括逆变供电系统，逆变供电系统座在港机吊梁上，逆变供电系统包括电池组G、逆变器A1、变压器D01、遥控器接收机A2、继电器和继电器开关，

所述电池组G正负端输出经总开关Q10接逆变器A1输入端，逆变器A1输出端输出高压交流电，逆变器A1输出分两路，一路走向供电的控制系统，一路接入继电器开关和吊钩电机M3；

一路走向供电的控制系统为：高压交流电经开关F11后到达变压器D01输入端，变压器D01将高压交流电转换为低压直流电，变压器D01输出端接开关F12，开关F12输出分为两路，一路并联若干个逆变器风扇E01-E0n，另一路经紧停开关A3串联操作电源开关A4后，再分为两路后形成回路，该两路中的一路为遥控器接收器控制的旋转吊钩正转开关A2+串联继电器K02，该两路中的另一路为遥控器接收器控制的旋转吊钩反转开关A2-串联继电器K01；遥控器接收器A2接入开关F12输出端；

继电器K02常开开关一端接入逆变器A1输出端的高压交流电一端，继电器K02常开开关另一端经继电器K11常闭开关K111接继电器K12后接入逆变器A1输出端的高压交流电另一端；

继电器K01常开开关一端接入逆变器A1输出端的高压交流电一端，继电器K01常开开关另一端经继电器K12常闭开关K121接继电器K11后接入逆变器A1输出端的高压交流电另一端；

一路接入继电器开关和吊钩电机M3，高压交流电并联接入继电器K11常开开关K112和继电器K12常开开关K122，继电器K11常开开关K112另一端和继电器K12常开开关K122另一端并联接入吊钩电机M3。

所述逆变器A1输出端接过流保护开关Q11后再输出分两路。

所述电池组G正负端输出经开关接电池报警继电器K20，该继电器K20开关分别接报警指示灯和报警器。

所述转换装置还包括切换机构，切换机构包括带有互锁的第一开关K1和第二开关K2，第一开关K1接在逆变供电系统17与吊钩电机M3之间的电路上，第二开关K2接在电网交流供电系统与吊钩电机M3之间的电路上。

所述电网交流供电系统输出接充电控制器，充电控制器输出接电池组G。

所述切换机构安装于吊梁上。

本发明吊舱作业港机超长电缆的转换装置针对在吊舱作业过程中超长电缆容易发生碰坏、拉坏等问题，采用逆变供电系统代替现有的通过超长电缆供电的方式来驱动吊钩电机，从而在吊舱作业过程中不使用超长电缆或超长电缆不通电，实现在恶劣的天气情况下港机的作业不受影响。

港机在船舱内作业时，由逆变供电系统对吊钩旋转电机进行供电，取消了吊梁在船舱内作业时需要超长电缆的作业方式，从根本上杜绝了因超长电缆损坏造成的设备损坏、人员伤害事故的发生，港机的安全、高效作业得到了保证。

当港机在码头面作业时，除了现有的电缆通电驱动吊钩电机的工作模式，并对逆变供电系统进行充电，确保船舱作业时的电量需求，从而最大程度的确保吊舱作业港机的安全、高效作业。

附图说明

图1为现有的港机结构示意图；

图2为安装有本发明的逆变供电系统和切换机构的港机结构示意图；

图3为切换机构结构示意图；

图4为逆变供电系统电路示意图；

图5为港机在码头面作业时的供电示意图；

图6为港机在吊舱作业时的供电示意图；

图7为港机吊舱作业操作流程图；

图8为港机码头面作业操作流程图。

图中：1小车车轮，2小车轨道，3驾驶室，4钢丝绳，5吊梁吊钩，6吊梁，7蓄缆筐，8电机，9吊钩（旋转吊钩），10吊装尼龙袋，11钢卷，12大车，13防护罩，14电缆；15电缆支架，16切换机构，17逆变供电系统，18电机电缆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

采用本发明吊舱作业港机超长电缆的转换装置通过对码头面作业和船舱作业两种作业方式的转换，实现港机的安全作业。

对于船舱吊运作业：参见图2、图3、图4和图6，人工操作切换机构16通过合上第一开关K1切换为直流逆变供电，第一开关K1和第二开关K2互锁，由蓄电池组对吊钩电机8进行供电和控制，满足港机吊舱作业时旋转吊钩9的全角度旋转使用要求，通过加装遥控器，即配有无线发射器，驾驶员在驾驶室3内部便可以操控吊钩9旋转，实现对旋转吊钩的正转、反转控制。

码头面作业：参见图2、图3和图5，人工操作切换机构16通过合上第二开关K2切换为电网供电，第一开关K1和第二开关K2互锁，港机自身电器柜的电缆在对吊钩电机8进行控制，同步对直流逆变供电系统17进行充电。

参见图2、图4、图6，一种吊舱作业港机超长电缆的转换装置，是在船舱吊运作业模式下工作。该转换装置包括逆变供电系统17，逆变供电系统17座在港机吊梁6上，逆变供电系统17包括电池组G、逆变器A1、变压器D01、遥控器接收机A2、继电器和继电器开关；

所述电池组G正负端输出经总开关Q10和熔断器F01、F02后接逆变器A1输入端的正负极，逆变器A1输出端输出高压交流电，逆变器A1输出端接过流保护开关Q11后再输出分两路，一路走向供电的控制系统，一路接入继电器开关和吊钩电机M3。

一路走向供电的控制系统为：高压交流电经开关F11后到达变压器D01输入端，变压器D01将高压交流电转换为低压直流电，变压器D01输出端接开关F12，开关F12输出分为两路：一路并联若干个逆变器风扇E01-E0n，逆变器风扇取三个，即逆变器风扇E01-E03；另一路经紧停开关A3串联操作电源开关A4后，再分为两路后形成回路，该两路中的一路为遥控器接收器控制的旋转吊钩正转开关A2+串联继电器K02，该两路中的另一路为遥控器接收器控制的旋转吊钩反转开关A2-串联继电器K01；遥控器接收器A2接入开关F12输出端。

继电器K02常开开关一端接入逆变器A1输出端的高压交流电一端，如V端，继电器K02常开开关另一端经继电器K11常闭开关K111接继电器K12后接入逆变器A1输出端的高压交流电另一端，如W端。同样，继电器K01常开开关一端接入逆变器A1输出端的高压交流电一端，如V端，继电器K01常开开关另一端经继电器K12常闭开关K121接继电器K11后接入逆变器A1输出端的高压交流电另一端，如W端。

一路接入继电器开关和吊钩电机M3，逆变器A1输出的高压交流电（U、V、W）并联接入继电器K11常开开关K112和继电器K12常开开关K122，继电器K11常开开关K112另一端和继电器K12常开开关K122另一端并联接入吊钩电机M3，能实现对吊钩电机M3的正转和反转的控制。其中：继电器K11常开开关K112能实现吊钩反转，继电器K12常开开关K122能实现吊钩正转。

所述电池组G正负端输出经开关接电池报警继电器K20，该继电器K20开关分别接报警指示灯和报警器。在逆变供电系统的电池组G电量≤30%时，报警指示灯亮起，报警器响起，从而提示操作人员及时对电池组（即蓄电池）进行充电维护。

所述转换装置还包括切换机构16，切换机构16包括带有互锁的第一开关K1和第二开关K2，第一开关K1接在逆变供电系统17与旋转吊钩电机M3之间的电路上，第二开关K2接在电网交流供电系统与旋转吊钩电机M3之间的电路上。所述切换机构16安装于吊梁6上。

所述电网交流供电系统输出接充电控制器，充电控制器输出接电池组G。

本发明吊舱作业港机超长电缆的转换装置的工作过程是：

1、依据港机吊梁的尺寸结构，安装电池组G、逆变器A1、变压器D01、切换机构和供电控制系统的其它附件，安装完毕后确认牢固可靠，线路走位良好无脱落、无碰擦，然后开始线路的接线工作，连接完毕进行再次确认，经过切换机构的第一开关K1合上，转入吊舱作业方式，直流逆变供电，按下总开关Q10，过流保护开关Q11，变压器的开关F11，紧停开关A3，操作电源开关A4，确认完好后由遥控器发出指令到遥控器接收器A2进行点动测试，吊钩电机动作正常即可进行吊钩的旋转测试。参见图2、图3、图4和图6。

船舱作业时旋转吊钩（吊钩电机）动作测试（以正转为例）：参见图7，

遥控器按发按钮发出吊钩正转信号到遥控器接收器A2，遥控器接收器控制的旋转吊钩正转开关A2+收到指令闭合，电流由电池组G经供电系统总开关Q10、保险丝F01后到达逆变器A1，在逆变器A1的作用下，低压直流电转换为高压交流电，交流电经过流保护开关Q11后分为两路，一路走向供电的控制系统，一路处于继电器常开开关K112、K122处。高压电经开关F11后到达变压器D01，在变压器D01的作用下，高压电转换为低压直流电，低压直流电经开关F12后分为两路，一路到达逆变器风扇E01-03，风扇E01-03开始动作为逆变器A1散热；另外一路经紧停开关A3和操作电源开关A4后，通过旋转吊钩正转开关A2+，经继电器K02后形成回路，继电器K02闭合后电流经继电器K11常闭开关K111后到达继电器K12形成回路，控制继电器K12常开开关K122由常开转为闭合，确保旋转吊钩反转控制系统永不得电，即实现旋转吊钩正转开关K122得电闭合，吊钩电机M3得电旋转，从而带动旋转吊钩进行正向转动，吊钩电机M3在制动器的作用下停止动作。

2、码头面作业动作测试：

港机接插件接入电网后，通过手动控制的操作面板按钮，发出相应的指令，电网供电经切换机构16的第二开关K2后到达吊钩电机8，电机不同方向的转动实现旋转吊钩的正转反转，该电网交流供电方式的控制是现有技术，参见图2、图3和图5。

在码头面作业过程中，电网供电不仅控制旋转吊钩的电机，而且对逆变器供电系统中的蓄电池（电池组G）进行充电，充电指示灯亮起，以确保蓄电池的电量储备。具体操作流程如图8所示。

采用本发明吊舱作业港机的无超长电缆装置，从根本上杜绝了原有旋转吊钩电器线路及相关附件出现损坏的情况，提高了吊梁吊钩的安全作业系数，杜绝了人为确认过程中存在的诸多问题。

在现场应用中，港机在码头面作业时通过依靠自身电源的电缆来对旋转吊钩进行控制，并能够对逆变供电系统进行适时充电，因此不再需要单独设置充电装置，提高了港机的作业效率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。