包括再生制動電阻的起重機的制作方法
【專利摘要】根據本發明的起重機包括：電機部、減速器部和電力控制部。所述起重機中，由電力控制部供應的電源驅動電機部，電機部驅動減速器部且與減速器部連接，減速器部升降吊有重量物的鏈條。所述電力控制部，包括：逆變器，所述逆變器用于向電機部供電，以及再生制動電阻，所述再生制動電阻用于將電機部的發電模式下產生的電轉換成熱能。所述逆變器和所述再生制動電阻分別容納于逆變器外殼和再生制動電阻外殼，所述逆變器外殼和再生制動電阻外殼固定于內部填充有潤滑油的減速器部外殼的各自不同的外側面上。在固定于減速器部外殼的外側面上的狀態下，所述逆變器外殼和再生制動電阻外殼不直接接觸，互相之間存在間隙。
【專利說明】
包括再生制動電阻的起重機
技術領域
[0001]本發明涉及一種包括再生制動電阻的起重機，更具體地，涉及一種包括再生制動電阻的，逆變器方式的電機驅動起重機中最大程度地抑制由再生制動電阻產生的熱傳遞至逆變器而發生逆變器過熱引起的切斷，以使起重機能夠高頻率運轉的技術。
【背景技術】
[0002]通常，起重機是在倉庫、火車站、模具工廠和鑄造工廠等場所用于搬運貨物或在工廠用于分解和組裝機器的裝備，是通過操縱電機來吊起重物體或吊起后將重物體移送到所希望的位置的裝置。
[0003]這種起重機由原動機、齒輪減速裝置和制動器等組成，且通過在起重鏈等的端部安裝吊鉤(hook)吊起貨物或吊起后橫(左右)向移動，從而移向目標位置。
[0004]通常，起重機大致可以分為電起重機，空氣起重機等。
[0005]電起重機是將小型電動機、行星齒輪式減速裝置的滾筒、握住貨物的電磁制動器和放下貨物時調節速度的載重制動器等集中在狹小容器空間的小型曳引機，用于接在吊臂(jib)端部或“I”形梁(I形橫梁下端的凸緣行駛在鐵軌)的情況下升降并搬運貨物。電起重機的方式有通過在地面操縱繩索來運轉電動機的方式，操作按鈕的方式，遙控操縱的方式等。
[0006]空氣起重機主要使用在如煤礦或化工廠等防止燃氣爆炸的危險的場所。
[0007]此外，除了上述的電起重機和空氣起重機之外，如在頂棚低的地方使用的低頭型，行駛在兩個鐵軌上的雙軌型等，起重機還可以根據使用的場所和機械的結構分為很多種類。
[0008]但是，如上述的現有的起重機，由于在發生按照操作人員的上升/下降操縱的控制信號時是用繼電器開關來發生控制信號的，所以不能將裝備小型化；由于裝備的壽命相對短，需要大量的材料費和人工費；且由于配線復雜，存在既難以做到小型化和輕量化的制造，而且還消耗大量的電，發生大量如電磁波的噪音的問題。
[0009]為解決所述的繼電器型起重機的問題，推出利用了由內置于本體的逆變器驅動的逆變器驅動電動機的電動起重機。
[0010]這種利用逆變器驅動電動機的電動起重機與繼電器型起重機不同，通過無觸點接口元件來產生根據操作人員的按鈕操縱的信號并傳輸至逆變器，從而可以控制電機驅動，因而與繼電器型的現有起重機相比時，電動起重機壽命是半永久性的，且既可做到小型輕量化，又能夠與逆變器接近的方式配置，因而可以防止噪音引起的誤動作。此外，由于電動起重機配線簡單，需要的材料費、人工費少，從而節儉了成本，節約了電，且通過配件的區塊化使A/S變得容易，并且完全分離了輸入和輸出，從而具有由異常電壓引起的情況保護逆變器效果。
[0011]盡管這種利用逆變器驅動電動機的電動起重機具有上述諸多優點，但若逆變器的溫度超過規定溫度，則會發生安全問題。為解決這個問題，若逆變器的溫度超過規定的設定溫度，則通過切斷逆變器來停止電動機，以使起重機無法運轉。
[0012]除了溫度超過規定溫度時啟動切斷外，當產生超過逆變器的平滑電容器的容量的再生能時也會發生切斷。
[0013]雖然在逆變器型起重機中電機生成吊起重量物的動力，但一旦停止吊起重量物的動作，則重量物受重力下垂的情況下以逆向驅動電機。在做緩慢降低重量物的動作時，一旦停止此動作，也同樣重量物的重力逆向驅動電機。這種電機的逆向驅動過程中，電機轉換成發電機來生成電流。此電流充電于逆變器的平滑電容器而后續用作再生能量。
[0014]但是，若電機逆向驅動時生成的電流超過逆變器的平滑電容器的電容量，則電路會發生問題，因此逆變器在其之前啟動保護功能來停止電機。
[0015]這樣，因發生切斷引起電機停止，貝Ij逆變器會產生出錯信息(error message)。為了對這種出錯信息進行初始化，并通過用逆變器重新控制電機來運轉起重機，出現了需要將電源關閉后再重新開啟的麻煩。
[0016]為避免這種現象，在逆變器電路中使用再生制動電阻。
[0017]為避免電機作為發電機運轉時發生的過多再生能流入逆變器，再生制動電阻將再生能源的一部分轉換成熱能，以使裝有電機的起重機可連續運轉。
[0018]但是，在將電能轉換為熱能的過程中，由再生制動電阻產生的熱可以提升逆變器的溫度。若逆變器的溫度超過設定溫度，則會發生為保護逆變器而啟動切斷的問題。最終會發生以下問題，即再生制動電阻(再生制動電阻是為了阻止由產生超過電容器容量的過多再生能引起的啟動切斷的情形而設置)提升逆變器的溫度而導致啟動切斷的問題。
[0019]迄今為止，.這種問題是通過強制冷卻再生制動電阻，以使再生制動電阻的熱不會傳遞到逆變器的措施來解決的。
[0020]強制冷卻的結構如I所示。圖1所示的起重機結構是在株式會社Kito的韓國專利申請公開號10-2013-0092590(發明的名稱:曳引機)中公開的，如圖1所示，通過安裝風扇19來將再生制動電阻11與電機一同進行強制冷卻。但是，這種結構存在著由安裝風扇19引起的結構復雜性增加和制造費用增加的問題。此外，還存在著由驅動風扇引起的額外耗電和發生噪音的問題。同時，風扇的安裝位置限于起重機裝置內部中特定的空間，因此也存在著再生制動電阻的起重機內位置設定相關的設計自由度下降的問題。
[0021]與此不同，還有一種解決方式是以合理的熱屏蔽結構，無需強制冷卻，最大程度地阻斷再生制動電阻的熱傳遞至逆變器，例如這種結構如圖2所示。圖2所示的起重機結構是在株式會社Kito的韓國專利申請公開號10-2010-0014421(發明的名稱:曳引機)中公開的，此處是以將表面制作成凹凸波形的形狀，在易于放熱的結構的外殼(casing)中容納再生制動電阻的方式，使再生制動電阻的熱最大程度地發散到空氣中，從而抑制向逆變器的熱傳遞。
[0022]但是，在包括圖2的現有技術的自然冷卻方式的再生制動電阻的安裝結構中，對再生制動電阻到對熱敏感的逆變器的熱傳遞的抑制性能有限，從而很難實現起重機的高頻率運轉。
【發明內容】
[0023]技術問題
[0024]本發明旨在解決上述現有技術的所有問題點。
[0025]S卩，本發明的目的在于提供一種有效阻斷在再生制動電阻中產生的熱傳遞至逆變器，并無需額外的強制冷卻機的簡單結構的起重機。
[0026]此外，另一個目的在于提供一種無需如上所述的由于需要有效地阻斷熱而停止作業就能夠實現高頻率運轉的起重機。
[0027]本發明旨在解決的問題不限于上面提到的問題，本發明所屬的技術領域中的一般的技術人員可以從下面的記載中清楚地理解此處未提到的和其他問題。
[0028]解決問題的方案
[0029]為實現上述目的，本發明的代表性構成如下:
[0030]根據本發明的起重機包括:電機部，減速器部，電力控制部。
[0031]由電力控制部供應的電源驅動電機部，電機部驅動減速器部且與減速器部連接，減速器部升降吊有重量物的鏈條。
[0032]所述電力控制部包括逆變器，所述逆變器用于向電機部供電，以及再生制動電阻，所述再生制動電阻用于將電機部的發電模式下產生的電力轉換成熱能。
[0033]所述逆變器和所述再生制動電阻分別容納于逆變器外殼和再生制動電阻外殼中。
[0034]所述逆變器外殼和再生制動電阻外殼固定于內部填充有潤滑油的減速器部外殼的各自不同的外側面上，在固定于減速器部外殼的外側面上的狀態下，所述逆變器外殼和再生制動電阻外殼不直接接觸，互相之間存在間隙。
[0035]另一方面，所述逆變器外殼中，除了逆變器之外，還可以收容其他電子電器配件，所述再生制動電阻外殼優選只收容再生制動電阻。
[0036]在所述逆變器外殼內的收容狀態下，所述逆變器位于離所述再生制動電阻外殼遠的一端，而所述其他電子電器配件位于離所述再生制動電阻外殼近的一端。從而，可最大程度地抑制所述再生制動電阻產生的熱傳遞至所述逆變器。
[0037]所述其他電子電器配件可以為接口、變壓器和接線板。在所述逆變器外殼內的收容狀態下，所述其他電子電器配件中所述接口位于離所述再生制動電阻外殼相對遠的一端，變壓器和接線板相比于所述接口位于近的一端。所述其他電子配件中位于離所述再生制動電阻外殼遠的一端的所述接口也要比所述逆變器離所述再生制動電阻外殼更近。這種電子電器配件的配置關系由于可以保護電力控制部構成配件免受再生制動電阻產生的熱的影響，有利于實現起重機的高頻率運轉。
[0038]在所述逆變器外殼與再生制動電阻外殼之間的間隙中可以設置支架。
[0039]所述支架的一側可固定于所述逆變器外殼，另一側可固定于所述再生制動電阻外殼，從而可以在維持所述再生制動電阻外殼與所述逆變器外殼的熱分離的情況下，加固再生制動電阻外殼的固定狀態。
[0040]此外，在不脫離本發明的技術思想的范圍內還可以包括其他附加的構成。
[0041]發明效果
[0042]本發明可提供如下效果。
[0043]首先，根據本發明，可以避免以下情況，即當由于具備再生制動電阻而在電機的發電模式運轉中產生的再生電能超過逆變器的平滑電容器容量導致逆變器以切斷的方式停止時，為了初始化逆變器的出錯信息而將開/關起重機電源的麻煩的情況。
[0044]此外，根據本發明，可以提供可以有效阻斷再生制動電阻中產生的熱傳遞至逆變器，且無需額外的強制冷卻機的簡單結構的起重機。
[0045]進一步地，根據本發明，能夠提供無需如上所述的由于需要有效地阻斷熱而停止作業，就能夠實現無間斷的高頻率運轉的起重機。
【附圖說明】
[0046]圖1為圖示強制冷卻再生制動電阻的方式的現有技術的起重機的示意圖。
[0047]圖2為圖示自然冷卻再生制動電阻的方式的現有技術的起重機的示意圖。
[0048]圖3為圖示圖2的起重機中在逆變器外殼上配置再生制動電阻的模樣的示意圖。
[0049]圖4為圖示根據本發明的起重機的示意圖。
[0050]圖5為圖示根據本發明的電力控制部的示意圖。
[0051]〈附圖標記的說明〉
[0052]100:電機部
[0053]200:減速器部
[0054]300:電力控制部
[0055]301:逆變器
[0056]302:接口
[0057]303:變壓器
[0058]304:接線板
[0059]305:再生制動電阻
[0060]310:逆變器外殼
[0061]320:再生制動電阻外殼
[0062]330:支架
【具體實施方式】
[0063]下面，將結合附圖對本發明的優選的實施例詳細說明，以便本發明所屬的技術領域中的一般的技術人員可以容易實施。
[0064]為清楚地描述本發明，此處省略與本發明無關的部分的具體描述，在整個的說明書中，對于相同的構成要素將加上相同的參照標號進行說明。此外，圖中示出的各構成要素的形狀及大小僅為便于說明而隨意示出，并不表示本發明必須受限于圖示的形狀及大小。亦即，可以理解的是，在不脫離本發明的思想及范圍的前提下，說明書中記載的特定形狀，結構及特性可通過從一個實施例變更為其他實施例來得到體現，且個別構成要素的位置或配置也同樣可以在不脫離本發明的思想及范圍的前提下得到變更。因此，后面描述的詳細說明并非限定的意義，要理解為本發明的范圍包括權利要求書的權利要求項所請求的范圍及與其等同的所有范圍。
[0065]盡管上面結合附圖對本發明優選的實施例進行了說明，但本發明所屬的技術領域中的一般的技術人員可以理解本發明可以在不改變其技術思想或必須的特征的前提下可以以其他具體形態來實施。因此，需要理解是，上述的一個實施例在所有方面均為示例性的，而非限定性的。
[0066]本發明的優選的實施例
[0067]圖3是圖示自然冷卻再生制動電阻的現有技術的起重機中的再生制動電阻配置在逆變器外殼上的形狀的示意圖。為了更清楚地說明與現有技術形成對比的本發明的特征，首先對如圖3所示的現有技術的配置結構進行具體的說明。
[0068]圖3中，附圖標號10表不控制盒，12表不逆變器，15表不減速器具外殼，70表不再生制動電阻器。
[0069]圖3的再生制動電阻器70的外殼結構包括:波形金屬板72和平板金屬板73。
[0070]如圖3所示，再生制動電阻器70安裝在控制盒10的上部外側面上。當起重機電機以發電模式運轉時，由電機部產生的電流會流向再生制動電阻器70的電阻元件，這時發生的熱將傳遞至波形金屬板72。再生制動電阻器70的波形金屬板72，由于其表面呈凹凸波形的形狀，所以表面積大，從而可有效排出產自再生制動電阻器70的電阻元件的熱。
[0071]另一方面，再生制動電阻器70的外殼底面安裝在平板金屬板73上。該平板金屬板73與容納逆變器12的控制盒10接觸。
[0072]圖3所示的現有技術中的結構中，雖然在尋求通過形成再生制動電阻器70的外殼的波形金屬板72的大量放熱，但仍無法避免相當多的熱通過平板金屬板73傳遞至容納有逆變器12的控制盒10，從而導致加熱逆變器12的結果。
[0073]此外，由于再生制動電阻器70安裝在控制盒10的上部表面上，限制了提供將熱源再生制動電阻器70與逆變器12之間的間隙以充分拓寬的方式設置的結構。若要以充分擴寬的方式維持所述間隙，則需要將控制盒10的高度設計得高從而需要加大控制盒10的上部表面與其內部容納的逆變器12之間的空白空間。這將成為加大起重機裝置整體大小的原因，因此不是優選的。
[0074]下面參照圖4及圖5，具體描述解決上述現有技術中的問題的本發明特有的結構。
[0075]首先，圖4為圖示根據本發明的起重機的示意圖。圖4中所示的起重機大致可分為電機部100，減速器部200及電力控制部300這三個部分。各界限在圖4中用虛線標示。
[0076]由電力控制部300供應的電源驅動電機部100，電機部100驅動減速器部200且與減速器部200連接。減速器部200在放慢電機部100的軸的旋轉速度的同時，增加轉矩，從而升降吊有重量物的鏈條。
[0077]本發明的核心技術特征在于電力控制部300的結構。
[0078]圖4中相當于最左側部分的電力控制部300大致包括兩個外殼。一個是逆變器外殼310，另一個是再生制動電阻外殼320。其中，所謂的“外殼”是統稱起重機的構成配件，例如圍繞逆變器301或再生制動電阻305的，執行蓋子功能的構成要素的術語，并非僅意味著由單一配件組成的附件形狀，既可以由安裝在底板與其上部的蓋子的兩個配件組成，也可以由兩個以上數量的配件組成。
[0079]逆變器外殼310中容納逆變器301、接口 302、變壓器303、以及接線板304。再生制動電阻外殼320中容納有再生制動電阻305。
[0080]圖5圖示了除外殼結構之外的本發明的電力控制部300。逆變器301與接收起重機操作人員輸入的指令而提供逆變器301的控制信號的接口 302、作為各種配線的端子的集合體的接線板304、以及變壓器303—同安裝在一個板上。不會將作為本發明的電力控制部300的再一個主要構成要素的再生制動電阻305安裝在所述板上，而是與逆變器301以電氣配線的方式連接。
[0081]再回到圖4，容納有逆變器301、接口 302、接線板304及變壓器303的逆變器外殼310貼附于減速器部200外殼的一側面上。另一方面，容納有再生制動電阻305的再生制動電阻外殼320貼附于減速器部200外殼的另一側面上。
[0082]這樣，雖然是將逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320貼附于各自不同的外側面上，但均為接觸性地貼附于減速器部200的外殼，由此可以得到如下優點。
[0083]減速器部200中，其外殼內部收容有潤滑油。因此，將收容通過電能發熱的多個發熱配件的逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320直接接觸性地固定于減速器部200的外殼，從而可期待通過減速器部200的潤滑油的冷卻效果。
[0084]需要關注的是，逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320在分別貼附于起重機的減速器部200外殼上的特定位置的狀態下，并非互相形成直接的接觸，而是在其之間存在規定的間隙。由于這種間隙的存在，可以抑制再生制動電阻305 (再生制動電阻305可以將電機的再生運轉時所生成的電力轉換成熱能)產生的熱直接傳遞至逆變器外殼310而提升逆變器外殼310容納的逆變器301的溫度。
[0085]另一方面，圖4所示的實施例中，逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320之間設有支架330。這種支架330，其一側與再生制動電阻外殼320連接，另一側與逆變器外殼310連接。再生制動電阻外殼320，雖然其一部分固定于減速器部200外殼的外側面上，但在起重機的運轉過程中固定面積還不足以可以穩定地維持再生制動電阻外殼320的固定狀態。尤其，逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320之間的間隙越是以大的面積的方式形成時，再生制動電阻外殼320的固定狀態需要加固的必要性就越大。支架330設置于逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320之間，將再生制動電阻外殼320相對于逆變器外殼310固定維持，從而執行加固再生制動電阻外殼320的固定狀態的功能。
[0086]這樣，即使在通過支架330連接逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320時，經由支架330的從再生制動電阻305到逆變器外殼310的熱傳遞也比逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320互相直接接觸時更有限，且可以通過用導熱率低的材料來制作支架330來更好地抑制熱傳遞。
[0087]在代替的實施例中，逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320之間的間隙也可以用隔熱材料填充。這種隔熱材料也可以以填充于上述支架330的內部的方式來實施。這樣，將隔熱材料作為一種隔熱墻設置于逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320之間，從而可以防止以下情形，即從再生制動電阻305產生的熱經過逆變器外殼310傳遞至逆變器301而激活對不耐高溫的配件逆變器301的保護功能來停止起重機的情形。
[0088]除上述的逆變器外殼310與再生制動電阻外殼320之間的隔離所帶來的效果之夕卜，本發明還可以達到除此之外的有利效果，而這起因于包括逆變器外殼310內部的逆變器301的多個電器/電子構成要素的配置關系。
[0089]除逆變器301之外，逆變器外殼310還進一步容納接口 302、接線板304以及變壓器303。此外，還可以進一步地配置其他電子電器構成要素。
[0090]在電力控制部300的構成要素中，逆變器301不但是最高價的，而且還是最不耐熱的配件。越是高頻率運轉起重機，逆變器301的溫度就越會上升，為保護逆變器301，當升溫到規定的切斷溫度值(例如，100°C)以上時，強行地終止運轉。從而，不讓逆變器301達到規定的切斷溫度對實現起重機的高頻率運轉是至關重要的。
[0091]為此，越是將電機的再生運轉所產生的電能轉換成熱能的再生制動電阻305最大限度地從逆變器301熱隔離，就越有利于實現起重機的高頻率運轉。
[0092]圖4所示的實施例中，在逆變器外殼310內的收容狀態下，逆變器301位于離再生制動電阻外殼320遠的一端，逆變器301之外的其他電子/電器構成要素位于離所述再生制動電阻外殼320近的一端。與逆變器301相比，容納于再生制動電阻外殼320內的逆變器301之外的其他電子電器構成要素，即:接口 302，接線板304以及變壓器303等，對高溫的敏感度相對低一些。從而，在這些電子/電器構成要素中通常不實施通過感知溫度而進行切斷的控制，對逆變器外殼310內部的配置而言，即使配置在離收容作為熱源的再生制動電阻305的再生制動電阻外殼320近的一端，也不會妨礙起重機的高頻率運轉。
[0093]另一方面，逆變器301之外的其他電子電器構成要素中，向逆變器301傳達起重機操作人員指令的接口 302是由無觸點電子電器元件組成的，因此與變壓器303或接線板304相比，接口 302相對地更需要得到保護，以免受高溫熱源的影響。
[0094]因此，在所述逆變器外殼內的收容狀態下，在所述其他電子/電器構成要素中，所述接口 302位于離所述再生制動電阻外殼320相對遠的一端，變壓器303和接線板304相比于所述接口 302位于近的一端。所述其他電子電器構成要素中，位于離所述再生制動電阻外殼320遠的一端的所述接口 302也要比所述逆變器301離所述再生制動電阻外殼320更近。這種電子/電器構成要素的配置關系保護電力控制部300構成配件免受再生制動電阻305產生的熱的影響，因而有利于實現起重機的高頻率運轉率。
[0095]盡管上面已經結合附圖對本發明的優選的一實施例進行了說明，但本發明所屬的技術領域中的一般的技術人員可以理解本發明可以在不改變其技術思想或必需的特征的前提下以其他具體形態得以實施。因此，需要理解的是，上面描述的一實施例在所有方面僅是示例性的，而不是限定性的。
【主權項】
1.一種起重機，包括:電機部(100)、減速器部(200)和電力控制部(300)， 所述起重機中，由電力控制部(300)供應的電源驅動電機部(100)，電機部(100)驅動減速器部(200)且與減速器部(200)連接，減速器部(200)升降吊有重量物的鏈條，其特征在于， 所述電力控制部(300)包括逆變器(301)，所述逆變器(301)用于向電機部(100)供電；以及再生制動電阻(305)，所述再生制動電阻305用于將電機部(100)的發電模式下產生的電轉換成熱能， 所述逆變器(301)和所述再生制動電阻(305)分別容納在逆變器外殼(310)和再生制動電阻外殼(320)中， 所述逆變器外殼(310)和再生制動電阻外殼(320)固定于內部填充有潤滑油的減速器部(200)的外殼的各自不同的外側面上， 在固定于減速器部外殼的外側面上的狀態下，所述逆變器外殼(310)和再生制動電阻外殼(320)不直接接觸，互相之間存在間隙， 所述逆變器外殼(310)和再生制動電阻外殼(320)與電機部(100)的外殼之間存在減速器部(200)從而與電機部(100)外殼隔尚。2.根據權利要求1所述的起重機，其特征在于， 所述逆變器外殼(310)中，除了逆變器(301)之外，還收容其他電子電器配件， 所述再生制動電阻外殼(320)只收容再生制動電阻(305)， 在所述逆變器外殼(310)內的收容狀態下，所述逆變器(301)位于離所述再生制動電阻外殼(320)遠的一端，所述其他電子電器配件位于離所述再生制動電阻外殼(320)近的一端。3.根據權利要求2所述的起重機，其特征在于， 所述其他電子電器配件為接口(302)、變壓器(303)和接線板(304)， 在所述逆變器外殼(310)內的收容狀態下，所述其他電子電器配件中所述接口(302)位于離所述再生制動電阻外殼(320)相對遠的一端，變壓器(303)和接線板(304)相比于所述接口(302)位于近的一端。4.根據權利要求1至3中任一項所述的起重機，其特征在于， 在所述逆變器外殼(310)與再生制動電阻外殼(320)之間的間隙中設有支架(330)， 所述支架(330)的一側固定于所述逆變器外殼(310)，另一側固定于所述再生制動電阻外殼(320)。
【文檔編號】B66D1/12GK106044600SQ201510828903
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年11月25日
【發明人】鮮于永球
【申請人】(株)大山Inotec