WK-4B挖掘机回转机构电控系统的改进
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号， ： 即
ｌ Ｗ ． ｇ— ｌ ￣ Ｈ ［Ｗ Ｉ ‘Ｗ Ｈ ／ － ７ Ｔ １
于电压连续负反馈使回路中始终有反馈电流通过，跟踪所要求 的给定转速值（ 电压 ） ， 并限制转速（ 电压） 增长过怏， 此在启动 Ｉ
强迫加快 时 ， 电机 的电压是逐渐上升 ， 发 直至规 定值时才停止上
若无反馈时， 等于 ｌ 基本控制安匝”发电６ 倍“ ， ｒ Ｌ 得到额定
励磁电流 ， 出额定的 ２ ０ 电压 ， 发 ３Ｖ 当给定加大 ， ， 等于 ３倍 使
电流 负反馈绕组接 于 电机附加 极两端 的电位计 ３ ３ ， Ｗ３ 上
间接反映 电动机主回路 电流的变化。（ 图 ３ 。由于 ＷＫ ４ 如 ） 一 Ｂ挖
反接制动
左旋转 。 车体水 平或左倾斜
制动力矩
正 向再 生制 动或 电源 左转 减速 ， 电动 机必须发 出
图 １ 电压截止 负反馈原理 图
第三象限 第四象限
反 向电动状态
反接制动状 态
右旋转 ， 车体水平或彳倾斜 了
或反接制动停车
“ 基本控制安匝”发电机电压很陕上升， ， 系统的辅塞 也将随之很陕
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Ｗ ４ Ｋ Ｂ挖掘机 回转机构 电控 系统的改进 一
张建 伟
摘要 分析 了 ＷＫ ４ 挖掘机 回转机构控制 系统的工作特性 提 出将 电压截止 负反馈改 为电压连续 负反馈 ； 一Ｂ 电流连续 负反馈 改
为电流截止 负反馈； 增加反向保护等改进方案 并实施 ， 效果 良好 。
上升 ， 为此 ， 在反馈回路中引入了—个稳压管 ３ ３ （ ＷＧ ３比较电压） ，
反 向再 生制 动和 倒拉 右转 机 再生 制动 减速 切换
即电压截止负反馈限制系统的最高转速。在设定的基准值以前反 馈回路无反馈电流， 反馈不起作用， 转速上升很怏。 停车时， 逐 渐减少， 转电机制动时的变化率也随之减少， 直至发电机电压为 ０从而出现了无制动力矩存在的暂态过程 。 －Ｂ ， ＷＫ－ 型挖掘机的 Ｆ ４ ＿ Ｄ 磁放大器控制系统磁 瞬｝ 生 非常大 ，所以进一步延迟 了系统制动
升 ； 车时 ， 迅速 回 ０发 电机 电压逐渐 到 ０ 停 ‘ ， ，
也逐渐 减
如图 １ 所示， 两拍磁放大器的控制绕组反极性串联， 为了减
少反馈绕组的 内阻 ， 采用 （３ １ ）１ — ６ 两个 绕组并联 ， １ —４ （５ １ ） 作为一 个控制绕组用， 绕组连接的极性 ， 也是与给定安匝相反（ 负反馈 ） 。
少 ， 的合 成安匝 Ｌ ＝ 一 ＝ ， 总 ０ 一 使 另外 一拍磁放 大 器工作 ， 当于起 了一个反接制动的作用 。 相 可见这种反馈方式起 强迫启 、 动 、 制 消除剩磁 、 稳压等作用 。虽有较大 冲击 ， 可以通 但
过调节堵转电流来改善。
２电流连续 负反馈 改为电流截止 负反馈 ．
二 、 进 方 案 及 实 施 改
１ ． 电压截止负反馈改为电压连续负反馈
ＷＫ ４ 型挖掘机使用的是 Ｆ ： 型触发器 ， 一Ｂ Ｃ５ － 它有 ４ 个交流 工作绕组 、个控制绕组 。 ６ 一般所说的控制信号 （ Ｉ ） ，Ｖ 是指给定 （ 、 Ｗ ）电压反馈 （ Ｗ ）电流反馈 （ 三个绕组 的综 合信 ， 、 １Ｗ ） １
￥ ０１ ３ ｃ
机 电压不为 ０ 有一定的剩磁 电压 ， ， 这个剩磁 电压在 停止的电机
３
３ Ｐ
主回路可以引起数百安的 电流 ， 电机发热 ， 使 在没有抱闸时还 会
Ａ ５Ａ ６ ３ ３
３Ｗ ２ ２
￥ ０ ３１
彳
３ Ｒ ２
掘机的电气控制是具有典型挖土特性的 Ｆ Ｄ控制系统 ， — 在挖掘
机的提升 、 推压 、 回转和行走 四大部分 中， 回转 占据 了一个工作
芝 ３３ Ｚ４ Ｌ 厂＊＿打
ｌ ３ Ｌ５３Ｌ６３ Ｇ ３ Ｉ Ｚ ３ Ｚ ３ Ｗ ３
关键词 电控系统 转机构 改进
中图分类号 Ｔ３ Ｐ 文献标识码 Ｂ
ＷＫ ４ 一 Ｂ型矿用挖掘机 是露 天矿开采 的大型单斗挖掘机 ， 它
适 于年产 ３０５０ ｔ ０ ０ 万 级矿 山 ，其工 作和生产效率在很大程 度上取决 于拖动系统 的质量及电气 设备的可靠性 。 一 Ｂ ＷＫ ４ 型挖
３Ｃ Ｚ
３１ ２
３６ ２
周期的大部分时间 。能否提高其综合性能值 得研 究。 回转控制系统 的工作特 性
一
ｌ ３Ｉ 卜ｚＩ ＊ ３
３ Ｉ２ ｌ ｚ３
３
、
３ Ｆ
挖掘机的回转机构由两台串 联电动机拖动， 发电机由ｌ转和 旦 Ｉ 行走共用。回转 电机与其他主拖动直流电机一样 ， 满足两种基本
掘机的回转机构转动惯量很大 ， 了改善铲斗的振荡 ， 电流 为 引入
圈 设 一 与 儋 ２６ ４ 置 理 维 ０ № ０
生 生 ｚ ｊ 一 挞趣 基 蕴鼍整ｉ ｉ 丝 盔
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３Ｌ Ｆ
— —
实际上当主令控制器在零位 ， 电机励磁 电流 为 ０但发 电 发 ，
运转方式 ： 电动状态和制动状态 ， 可运行在 四个象限内（ 见表 １ｏ
表 １ 象限 运行状态 动 作情况
。 Ｋ ３ ｒ Ｈ ３Ｌ ＿ 兰 Ｐ ＝ ４ １
３ ３Ｑ Ｆ５
第一象限
第： 象限 二
正 向电动状态
时的反映速度 ， 造成制动转矩和工作转矩交替变化的 现象。 为此 ， 将图 １ 电压截止负反馈改为图 ２电压连续 负反馈 。 由
积
： ２
挖掘机对ｌ转电机 的要求是 陕速启动 、 正反转频繁 ， 满足有
速度 限制能 力的可 变力矩 机械 特性 ，为 了保证 制动 平衡 ， 原
ＷＫ ４ 一 Ｂ型挖掘机回转 系统 采用了电压截止 、电流连续 负反 赜 ， 但特 性较软 ， 启制动缓慢 ， 降低了没备作业效率 。
ｌ Ｗ ． ｇ— ｌ ￣ Ｈ ［Ｗ Ｉ ‘Ｗ Ｈ ／ － ７ Ｔ １
于电压连续负反馈使回路中始终有反馈电流通过，跟踪所要求 的给定转速值（ 电压 ） ， 并限制转速（ 电压） 增长过怏， 此在启动 Ｉ
强迫加快 时 ， 电机 的电压是逐渐上升 ， 发 直至规 定值时才停止上
若无反馈时， 等于 ｌ 基本控制安匝”发电６ 倍“ ， ｒ Ｌ 得到额定
励磁电流 ， 出额定的 ２ ０ 电压 ， 发 ３Ｖ 当给定加大 ， ， 等于 ３倍 使
电流 负反馈绕组接 于 电机附加 极两端 的电位计 ３ ３ ， Ｗ３ 上
间接反映 电动机主回路 电流的变化。（ 图 ３ 。由于 ＷＫ ４ 如 ） 一 Ｂ挖
反接制动
左旋转 。 车体水 平或左倾斜
制动力矩
正 向再 生制 动或 电源 左转 减速 ， 电动 机必须发 出
图 １ 电压截止 负反馈原理 图
第三象限 第四象限
反 向电动状态
反接制动状 态
右旋转 ， 车体水平或彳倾斜 了
或反接制动停车
“ 基本控制安匝”发电机电压很陕上升， ， 系统的辅塞 也将随之很陕
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Ｗ ４ Ｋ Ｂ挖掘机 回转机构 电控 系统的改进 一
张建 伟
摘要 分析 了 ＷＫ ４ 挖掘机 回转机构控制 系统的工作特性 提 出将 电压截止 负反馈改 为电压连续 负反馈 ； 一Ｂ 电流连续 负反馈 改
为电流截止 负反馈； 增加反向保护等改进方案 并实施 ， 效果 良好 。
上升 ， 为此 ， 在反馈回路中引入了—个稳压管 ３ ３ （ ＷＧ ３比较电压） ，
反 向再 生制 动和 倒拉 右转 机 再生 制动 减速 切换
即电压截止负反馈限制系统的最高转速。在设定的基准值以前反 馈回路无反馈电流， 反馈不起作用， 转速上升很怏。 停车时， 逐 渐减少， 转电机制动时的变化率也随之减少， 直至发电机电压为 ０从而出现了无制动力矩存在的暂态过程 。 －Ｂ ， ＷＫ－ 型挖掘机的 Ｆ ４ ＿ Ｄ 磁放大器控制系统磁 瞬｝ 生 非常大 ，所以进一步延迟 了系统制动
升 ； 车时 ， 迅速 回 ０发 电机 电压逐渐 到 ０ 停 ‘ ， ，
也逐渐 减
如图 １ 所示， 两拍磁放大器的控制绕组反极性串联， 为了减
少反馈绕组的 内阻 ， 采用 （３ １ ）１ — ６ 两个 绕组并联 ， １ —４ （５ １ ） 作为一 个控制绕组用， 绕组连接的极性 ， 也是与给定安匝相反（ 负反馈 ） 。
少 ， 的合 成安匝 Ｌ ＝ 一 ＝ ， 总 ０ 一 使 另外 一拍磁放 大 器工作 ， 当于起 了一个反接制动的作用 。 相 可见这种反馈方式起 强迫启 、 动 、 制 消除剩磁 、 稳压等作用 。虽有较大 冲击 ， 可以通 但
过调节堵转电流来改善。
２电流连续 负反馈 改为电流截止 负反馈 ．
二 、 进 方 案 及 实 施 改
１ ． 电压截止负反馈改为电压连续负反馈
ＷＫ ４ 型挖掘机使用的是 Ｆ ： 型触发器 ， 一Ｂ Ｃ５ － 它有 ４ 个交流 工作绕组 、个控制绕组 。 ６ 一般所说的控制信号 （ Ｉ ） ，Ｖ 是指给定 （ 、 Ｗ ）电压反馈 （ Ｗ ）电流反馈 （ 三个绕组 的综 合信 ， 、 １Ｗ ） １
￥ ０１ ３ ｃ
机 电压不为 ０ 有一定的剩磁 电压 ， ， 这个剩磁 电压在 停止的电机
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主回路可以引起数百安的 电流 ， 电机发热 ， 使 在没有抱闸时还 会
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掘机的电气控制是具有典型挖土特性的 Ｆ Ｄ控制系统 ， — 在挖掘
机的提升 、 推压 、 回转和行走 四大部分 中， 回转 占据 了一个工作
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关键词 电控系统 转机构 改进
中图分类号 Ｔ３ Ｐ 文献标识码 Ｂ
ＷＫ ４ 一 Ｂ型矿用挖掘机 是露 天矿开采 的大型单斗挖掘机 ， 它
适 于年产 ３０５０ ｔ ０ ０ 万 级矿 山 ，其工 作和生产效率在很大程 度上取决 于拖动系统 的质量及电气 设备的可靠性 。 一 Ｂ ＷＫ ４ 型挖
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周期的大部分时间 。能否提高其综合性能值 得研 究。 回转控制系统 的工作特 性
一
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挖掘机的回转机构由两台串 联电动机拖动， 发电机由ｌ转和 旦 Ｉ 行走共用。回转 电机与其他主拖动直流电机一样 ， 满足两种基本
掘机的回转机构转动惯量很大 ， 了改善铲斗的振荡 ， 电流 为 引入
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实际上当主令控制器在零位 ， 电机励磁 电流 为 ０但发 电 发 ，
运转方式 ： 电动状态和制动状态 ， 可运行在 四个象限内（ 见表 １ｏ
表 １ 象限 运行状态 动 作情况
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第一象限
第： 象限 二
正 向电动状态
时的反映速度 ， 造成制动转矩和工作转矩交替变化的 现象。 为此 ， 将图 １ 电压截止负反馈改为图 ２电压连续 负反馈 。 由
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： ２
挖掘机对ｌ转电机 的要求是 陕速启动 、 正反转频繁 ， 满足有
速度 限制能 力的可 变力矩 机械 特性 ，为 了保证 制动 平衡 ， 原
ＷＫ ４ 一 Ｂ型挖掘机回转 系统 采用了电压截止 、电流连续 负反 赜 ， 但特 性较软 ， 启制动缓慢 ， 降低了没备作业效率 。
