起重电磁铁电磁力控制系统设计文献综述
2020-04-14 17:24:13
1. 发展背景
通常,人们把内部带有铁心、利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的装置叫做电磁铁。按供电方式电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型;按照用途主要可以分为牵引电磁铁、起重电磁铁、制动电磁铁等。在工业生产中,起重电磁铁经常用作起重装置来吊运钢材、铁砂等铁磁性材料。由于磁性的有无可以用电流的通断来控制,磁性的大小可通过电流强弱或线圈匝数多少来控制,磁极可以通过改变电流的方向来控制。
2. 实用意义
起重电磁铁能产生强大的磁场力,几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料,不装箱不打包也不用捆扎,就能很方便地收集和搬运,不但操作省力,而且工作大为简化,装在木箱中的钢铁材料和机器可以同样搬运。起重电磁铁工作时,只要电磁铁线圈里电流不停,被吸起的重物就不会落下,看不见的磁力比坚固的链条更可靠。如果因某种原因断了电,就会造成事故,因而有的电磁起重机上装有钢爪,待运送的重物提起后,坚固的钢爪就自动落下来紧紧地扣住它们。起重机不能搬运灼热的铁块,因为高温的钢铁不能磁化。大的电磁起重机,一下子能提起近百吨重物。因此起重电磁铁广泛应用于机械、冶金、铸造等行业,用来吊运钢板、生铁等导磁金属散料。
提高电磁铁性能、效率和寿命,是从业于电磁铁行业者的责任。由于技术原因,电磁起重机的最初实现比较单一,只有简单的励磁和退磁。励磁即为对电磁铁进行充磁,使电磁铁具有吸力,可以吸起钢板;退磁即为将电磁铁所形成的电磁场退去,使电磁铁不具有吸力,使得钢板掉落。经过励磁和退磁,完成一次吸料和放料的过程。随着技术的发展,实际工业的需求,在钢材的吸料和放料的过程中,由于钢材的厚度和重量不同,导致有些钢材处于半吊起状态,单纯的励磁和退磁已经不能满足实际的工程需要,于是调磁的优点就显现出来了。调磁即为通过调节输入电磁铁电流的大小来调节吸力。
而目前,信息技术的发展,网络的普遍应用,对于电磁起重机提出了更高更严格的要求。例如要求对多块钢材的同时吸料,之后再分别放置一块板材(分张放板)等。并且,对于电磁起重机功能的多样化之后,各种模式的控制策略,以及各种策略的参数的设置,都比较复杂。通过提出应用于电磁起重机磁力控制系统的各种模式下的控制方法,以及对于不同工作模式参数的设置,通过各种控制策略的结合,调节各种工作模式的参数,使得电磁起重机功能多样化、控制合理化。
3. 国内外发展状况
我国电磁起重设备制造企业虽然在不断发展,但在核心技术、控制技术、实验手段等方面还与国际品牌存在一定的差距。国内一流制造商在技术上各具特色,均引领着国内随车起重机行业的进步,而二流企业在技术、产品外观和综合性能上还存在一定的差距,主要体现在焊缝、油漆、结构形式以及外观造型等方面。在产品风格上,国外产品将力量与柔美相结合,而国内产品则显得刚劲有余、和谐不足。由此体现出国内设计人员的艺术修养与国外同行还存在一定的差距。此外,国产品牌在液压系统和控制系统的匹配上也缺乏经验。目前国内随车起重机制造企业还没有一家成立专门的随车起重机控制系统、液压系统匹配和研究队伍,而国外随车起重机制造企业则把这些作为随车起重机发展的重中之重,因而液压系统和控制系统成为国产品牌与国外品牌的最大差距。