CN104728498B - 机电式阀门电动装置的电机力矩保护装置及其控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机电式阀门电动装置电机力矩保护装置及其控制电路，包括电机、蜗杆、力矩输出轴、蜗轮，所述电机与蜗杆间通过齿轮啮合传动，所述蜗杆与所述力矩输出轴同轴连接；所述蜗杆带动所述蜗轮转动，进一步带动阀门动作，还包括力矩输出电位器，所述力矩输出电位器与所述力矩输出轴连接；控制电路包括阀门力矩输出电路和开、关向过力矩报警阀值输入电路；本发明相对现有技术从蜗杆径向窜动到力矩输出轴圆周运动的机械结构不变，输出轴的凸轮和微动开关机构改成电位器，辅以电子控制电路，达到校准、调节、设置力矩保护值的工作简单、精确、无需开盖。

Description

机电式阀门电动装置的电机力矩保护装置及其控制电路

技术领域

本发明涉及机电式阀门电动装置领域，具体公开一种机电式阀门电动装置的电机力矩保护装置及其控制电路。

背景技术

常规的机械式力矩保护方式是在阀门电动装置电机输出轴连接蜗杆，蜗杆顶端安装多层碟簧，碟簧与箱体连接，碟簧吸收蜗杆径向窜动力，当蜗杆带动蜗轮运行时，蜗轮带动阀门动作，当阀门受力时，阻力经过上述传动机构传至蜗杆，蜗杆作径向轻微窜动，阀门运行力矩与蜗杆径向窜动位移成近似线性关系。纯机械过力矩保护方式是把这一径向窜动转化成力矩输出轴圆周转动，在此轴上安装2个凸轮，分别拨动开向和关向2个微动开关，固定微动开关位置，调整凸轮角度，改变过力矩大小，通过微动开关触点送出过力矩保护信号。这种方式需要打开装置箱盖，观察力矩凸轮上刻度，才能调整保护力矩，麻烦，精度低，在某些特殊环境甚至有一定危险性。

发明内容

本发明的目的在于：为解决以上问题提供一种校准、调节、设置力矩保护值的工作简单、精确、无需开盖的机电式阀门电动装置的电机力矩保护装置及其控制电路。

本发明所采用的技术方案是这样的：

机电式阀门电动装置的电机力矩保护装置及其控制电路，包括电机、蜗杆、力矩输出轴、蜗轮，所述电机与蜗杆间通过齿轮啮合传动，所述蜗杆与所述力矩输出轴同轴连接；所述蜗杆带动所述蜗轮转动，进一步带动阀门动作，其特征在于：还包括力矩输出电位器，所述力矩输出电位器与所述力矩输出轴连接；所述控制电路包括阀门力矩输出电路和开向过力矩报警阀值输入电路和关向过力矩报警阀值输入电路，所述阀门力矩输出电路包括所述力矩输出电位器、第一RC滤波器、第一比较器、第二比较器、第三AD转换器、一号CPU，所述力矩输出电位器输出力矩信息经第一RC滤波器过滤后分三路，分别与第一比较器负极、第二比较器正极、第三AD转换器连接；所述第一比较器、第二比较器、第三AD转换器均与一号CPU连接；所述开向过力矩报警阀值输入电路和关向过力矩报警阀值输入电路主要包括二号CPU、第二RC滤波器、第三比较器、第四比较器、第一AD转换器、第二AD转换器，所述二号CPU分两路分别输入开向过力矩报警阀值和关向过力矩报警阀值PWM信号，开向过力矩报警阀值PWM信号经第二RC滤波器二级滤波后分两路，分别与第三比较器正极和第一AD转换器连接；关向过力矩报警阀值PWM信号经第二RC滤波器二级滤波后分两路，分别与第四比较器负极和第二AD转换器连接；所述第一AD转换器和第二AD转换器均与二号CPU连接；所述第三比较器和第四比较器输出数字信号且与二号CPU连接。

综上所述，由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、配合CPU软件，实时记录并存储每一台装置的开关向力矩参考值，可以拟合出一定范围的双向力矩电压对应曲线，便于过力矩保护阀值的软件修改设置；

2、实时监控设定的保护阀值电压，通过软件实现自适应功能，保证长期稳定；

3、由于是通过PWM产生的比较阀值，调整简单方便，便于免开盖外部修改或远程修改。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-2所示，机电式阀门电动装置的电机力矩保护装置及其控制电路，包括电机1、蜗杆2、力矩输出轴3、蜗轮，所述电机1与蜗杆2间通过齿轮啮合传动，所述蜗杆2与所述力矩输出轴3同轴连接；所述蜗杆2带动所述蜗轮转动，进一步带动阀门动作，还包括力矩输出电位器4，所述力矩输出电位器4与所述力矩输出轴2连接；从蜗杆2径向窜动到力矩输出轴4圆周运动的机械结构不变，输出轴的凸轮和微动开关机构改成力矩输出电位器4；控制电路包括阀门力矩输出电路和开向过力矩报警阀值输入电路和关向过力矩报警阀值输入电路，所述阀门力矩输出电路包括所述力矩输出电位器、第一RC滤波器、第一比较器、第二比较器、第三AD转换器、一号CPU，所述力矩输出电位器输出力矩信息经第一RC滤波器过滤后分三路，分别与第一比较器负极、第二比较器正极、第三AD转换器连接；所述第一比较器、第二比较器、第三AD转换器均与一号CPU连接；所述开向过力矩报警阀值输入电路和关向过力矩报警阀值输入电路主要包括二号CPU、第二RC滤波器、第三比较器、第四比较器、第一AD转换器、第二AD转换器，所述二号CPU分两路分别输入开向过力矩报警阀值和关向过力矩报警阀值PWM信号，开向过力矩报警阀值PWM信号经第二RC滤波器二级滤波后分两路，分别与第三比较器正极和第一AD转换器连接；关向过力矩报警阀值PWM信号经第二RC滤波器二级滤波后分两路，分别与第四比较器负极和第二AD转换器连接；所述第一AD转换器和第二AD转换器均与二号CPU连接；所述第三比较器和第四比较器输出数字信号且与二号CPU连接；所述第一比较器和所述第二比较器输出数字信号且与CPU连接。所述第一比较器和所述第二比较器输出数字中断信号(INT)给CPU，CPU会捕捉INT信号的上升沿，下降沿，然后测出之间的时间差。

电路原理(如图2所示)

W1为力矩输出电位器，在蜗杆径向不受力时，W1滑动触点在中心位置附近，蜗杆受正反向径向力的时候电位器滑动触点上下移动，改变输出电压，这个代表阀门力矩的电压信号经过R7，C1滤波后送U1比较器2和5脚，同时送到第三AD转换器ADC3。

由于每台电动装置输出力矩都要在力矩校验台上校验力矩，因此一号CPU可以跟踪监视ADC3信号，记录并存储不同力矩的ADC3的数值。

二号CPU产生2路PWM信号，分别经过R3，C4，R4，C5以及R1，C2，R2，C3两级RC滤波后形成平滑的直流电平作为2个比较器的参考电压，同时通过ADC1，ADC2回送至二号CPU的AD测量电路，用于监视电压的长期稳定性。

PWM1产生开向过力矩报警阀值，当阀门开向力矩增大时W1上移，U1的2脚电位升高，当此电压高于3脚设定的开向过力矩报警电压时，比较器翻转，INT1由高变低，二号CPU产生中断，执行开向过力矩操作。

PWM2产生关向过力矩报警阀值，当阀门关向力矩增大时W1下移，U1的5脚电位降低，当此电压低于6脚设定的关向过力矩报警电压时，比较器翻转，INT2由高变低，二号CPU产生中断，执行关向向过力矩操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.机电式阀门电动装置的电机力矩保护装置及其控制电路，包括电机、蜗杆、力矩输出轴、蜗轮，所述电机与蜗杆间通过齿轮啮合传动，所述蜗杆与所述力矩输出轴同轴连接；所述蜗杆带动所述蜗轮转动，进一步带动阀门动作，其特征在于：还包括力矩输出电位器，所述力矩输出电位器与所述力矩输出轴连接；所述控制电路包括阀门力矩输出电路和开向过力矩报警阀值输入电路和关向过力矩报警阀值输入电路，所述阀门力矩输出电路包括所述力矩输出电位器、第一RC滤波器、第一比较器、第二比较器、第三AD转换器、一号CPU，所述力矩输出电位器输出力矩信息经第一RC滤波器过滤后分三路，分别与第一比较器负极、第二比较器正极、第三AD转换器连接；所述第一比较器、第二比较器、第三AD转换器均与一号CPU连接；所述开向过力矩报警阀值输入电路和关向过力矩报警阀值输入电路主要包括二号CPU、第二RC滤波器、第三比较器、第四比较器、第一AD转换器、第二AD转换器，所述二号CPU分两路分别输入开向过力矩报警阀值和关向过力矩报警阀值PWM信号，开向过力矩报警阀值PWM信号经第二RC滤波器二级滤波后分两路，分别与第三比较器正极和第一AD转换器连接；关向过力矩报警阀值PWM信号经第二RC滤波器二级滤波后分两路，分别与第四比较器负极和第二AD转换器连接；所述第一AD转换器和第二AD转换器均与二号CPU连接；所述第三比较器和第四比较器输出数字信号且与二号CPU连接。