CN110118933A - 一种起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，包括控制显示模块以及分别与控制显示模块连接的电流检测模块和故障模拟模块；控制显示模块用于人机交互以及向故障模拟模块发送控制信号，故障模拟模块用于接收控制信号，并模拟起重机电机定子异常失电的情况，电流检测模块用于检测起重机电机定子异常失电时，制动器接触器控制回路中是否存在电流，并向控制显示模块发送检测结果；控制显示模块还用于对来自电流检测模块的检测信号进行处理。本发明解决了检测人员通过查看设计使用说明书和设备是否配备起重机定子异常失电保护装置，现场人工验证程序繁琐的困难，方便检测人员的现场试验，降低了检验检测的难度，提高检测效率。

Description

一种起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统

技术领域

本发明涉及起重机故障检测技术领域，具体涉及一种起重机电机定子异常失电保护功能 有效性检测系统。

背景技术

起重机应当具有正反向接触器故障保护功能,防止电动机失电而制动器仍然在通电,导致 电动机失速造成重物坠落。即当正反向接触器故障导致电动机失控时，制动器应立刻上闸。

桥(门)式起重机，尤其是对吊运熔融金属和其它危险物品的桥(门)式起重机必须设 置电机定子异常失电保护装置，以防止起升机构正反向接触器故障发生而制动器未及时断电 合闸，造成重物坠落事故。然而目前国内外市场上并没有关于起重机电动机定子异常失电保 护功能模拟的检测仪器，现场检测还处于简单的人工验证阶段，存在依赖检验员的主观经验， 效率低、自动化程度低，容易遗漏隐患等缺点。因此安全地模拟起重机定子异常失电事故检 测系统的研制是很有必要的，从而可以大大降低现场检测操作的复杂性，提高检验的自动化 程度，提高效率和隐患发现率，可以用于起重机械安装、调试、维保和检验检测单位，此外 其分类模拟功能可用于模拟事故，可为事故鉴定和事故原因分析提供一种技术手段。因此， 该方法的研究及其仪器装备的开发对提高质检行业科技装备水平，防范起重机安全事故具有 重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系 统，用于解决起重机电机定子异常失电保护功能有效性现场检测存在依赖检验员的主观经验， 效率低、自动化程度低，容易遗漏隐患的问题。

本发明的内容如下：

一种起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，包括控制显示模块以及分别与 控制显示模块连接的电流检测模块和故障模拟模块；

控制显示模块用于人机交互以及向故障模拟模块发送控制信号，故障模拟模块用于接收 控制信号，并模拟起重机电机定子异常失电的情况，电流检测模块用于检测起重机电机定子 异常失电时，制动器接触器控制回路中是否存在电流，并向控制显示模块发送检测结果；控 制显示模块还用于对来自电流检测模块的检测信号进行处理。

优选的，所述故障模拟模块分别串联在起重机的动力回路和控制回路中，连接节点分别 为节点A、节点B、节点C和节点D，所述电流检测模块串联在制动器接触器控制回路中，连 接节点为节点E。

优选的，故障模拟模块包括依次连接的单片机、驱动单元和执行单元，执行单元包括分 别与驱动单元连接的三相接触器K1、三相接触器K2、继电器J1和继电器J2，三相接触器K1、 三相接触器K2、继电器J1和继电器J2分别串接于所述节点A、所述节点B、所述节点C和 所述节点D。

优选的，所述驱动单元包括与依次连接的光电隔离器件和达林顿管驱动器U4，光电隔离 器件的输入端与所述单片机连接，达林顿管驱动器U4的输出端与所述执行单元连接。

优选的，所述起重机电机定子异常失电的情况包括上升接触器控制回路故障、上升接触 器动力回路故障、下降接触器控制回路故障、下降接触器动力回路故障、上升接触器动力回 路及控制回路均故障、下降接触器动力回路及控制回路均故障中的至少一种。

优选的，所述控制显示模块包括数字处理芯片以及与数字处理芯片连接的显示屏和/或操 作按键。

进一步的，所述显示屏为触摸式显示屏。

本发明的有益效果为：本发明解决了检测人员通过查看设计使用说明书和设备是否配备 起重机定子异常失电保护装置，现场人工验证程序繁琐的困难，方便检测人员的现场试验， 降低了检验检测的难度，提高检测效率，最大程度提前发现安全隐患，并依据检测系统的检 测结果给出故障原因，方便指导维修。

附图说明

图1所示为本发明实施例的原理框图；

图2所示为本发明实施例的故障模拟模块的原理框图；

图3所示为本发明实施例的驱动单元的电路原理图；

图4所示为本发明实施例的动力回路的原理图；

图5所示为本发明实施例的控制回路的原理图。

具体实施方式

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依 照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易 懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

请参照图1-2，本实施例公开的一种起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统， 包括控制显示模块1以及分别与控制显示模块1连接的电流检测模块2和故障模拟模块3， 控制显示模块1包括单片机31以及与单片机31连接的人机交互设备，人机交互设备可以采 用触摸式显示屏，也可以采用显示屏和操作按键的组合。故障模拟模块3包括依次连接的单 片机31、驱动单元32和执行单元33，执行单元33包括分别与驱动单元32连接的三相接触 器K1、三相接触器K2、继电器J1和继电器J2，电流检测模块2采用现有的电流检测电路。

请参照图3，所述驱动单元32包括与依次连接的光电隔离器件321和达林顿管驱动器U4， 光电隔离器件321采用型号为TLP521-2的芯片，光电隔离器件321的输入端与所述单片机 31连接，达林顿管驱动器U4采用型号为ULN2803的芯片，达林顿管驱动器U4的输出端与所 述执行单元33连接。

电流检测模块2用于检测起重机电机定子异常失电时，制动器接触器回路中是否存在电 流，进而可以判断制动器是否会断电合闸，实现起重机电机定子异常失电保护功能有效性的 检测，即当起重机定子异常失电时，制动器接触器控制回路中若有电流经过，则制动器线圈 仍处于带电状态，其电磁铁通电产生的电磁力会克服弹簧阻力将制动器打开，此时电机定子 异常保护功能无效；否则，电机定子异常失电保护功能有效；

控制显示模块1用于向故障模拟模块3发送用于模拟起重机电机定子异常失电故障的控 制指令；用于对来自电流检测模块2的检测信号进行处理，判断起重机电机定子异常失电保 护功能的有效性；用于进行人机交互，如参数输入和结果显示；故障模拟模块3用于模拟起 重机电机定子异常失电的情况。

请参照图4-5，动力回路中上升接触器主触点KS1与电机的连接节点为节点A、动力回路 中下降接触器主触点KX1与电机的连接节点为节点B、控制回路中上升接触器线圈KS与下降 接触器常闭辅助触点KX2的连接节点为节点C、控制回路中下降接触器线圈KX与上升接触器 常闭辅助触点KS2的连接节点为节点D，控制回路中制动器接触器线圈KZD与档位切换单元6 的连接节点为节点E。在进行起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测时，所述故障模 拟模块分别串联在起重机的动力回路和控制回路的节点A、节点B、节点C和节点D中，电流 检测模块串联在制动器接触器控制回路中的节点E中。

所述起重机电机定子异常失电的情况包括上升接触器控制回路故障、上升接触器动力回 路故障、下降接触器控制回路故障、下降接触器动力回路故障、上升接触器动力回路及控制 回路均故障、下降接触器动力回路及控制回路均故障中的至少一种。

本的工作过程如下：

请参照图4-5，在控制回路中，制动器接触器线圈KZD与其常开辅助触点KZD3构成自锁 回路；上升接触器的常闭辅助触点KS2的一端与档位切换单元6连接，另一端与下降接触器 线圈KX串联，下降接触器常闭辅助触点KX2的一端与档位切换单元6连接，另一端与上升接 触器线圈KS串联，从而构成互锁电路，防止因误操作引起的电路异常。当起升机构处于上升1至6档中任一档位或下降1至3档中任一档位时，上升接触器线圈KS得电，动力回路中的 主触点KS1接通，控制回路中常开辅助触点KS3闭合，常闭辅助触点KS2断开，起升机构以 1至6档中相应档位的速度上升或以1至3档中相应档位的速度缓慢下降(即起重机挂有重 物)；同理，当起升机构切换至下降4至6档任一档位时，下降接触器线圈KX得电，动力回路中的接触器主触点KX1接通，控制回路中常开辅助触点KX3闭合，常闭辅助触点KX2断开，起升机构以4至6档中相应档位的速度下降。当起重机的档位由下降3档向下降4档转换过程中，正常的顺序是上升接触器主触点KS1先断开，然后下降接触器主触点KX1立刻闭合，但此时如果下降接触器的控制回路发生故障，或动力回路发生故障，使得下降接触器该吸合 时没有吸合，这时候就会出现上升接触器和下降接触器均断开，而制动器接触器又由于自锁 处于得电状态，导致常闭式制动器不能断电立即合闸，从而发生吊具所吊重物坠落的危险。

为解决上述安全隐患，需要对起重机电机定子异常失电保护功能的有效性进行检测，检 测的方法如下：操作人员操纵起升机构以下降4档下降(空钩)，在起重机挡位由下降4档向 下降3档切换时，选择控制显示模块1输入上升接触器动力回路故障类型，此时控制显示模 块1向故障模拟模块3发出控制信号，故障模拟模块3接收到控制显示模块1的控制信号后， 将起重机起升机构的动力回路在节点A处模拟断开，模拟上升接触器动力回路主触点烧毁断 开，与此同时，电流检测模块2实时检测制动器接触器控制回路中的电流情况，并向控制显 示模块1发送数据，控制显示模块1综合判断起重机定子异常失电保护功能的有效性：如果 节点A模拟上升接触器动力回路主触点烧毁断开时，电流检测模块2仍然检测有电流存在， 则说明制动器线圈仍处于带电状态，其电磁铁通电产生的电磁力会克服弹簧阻力将制动器打 开，则此时电机定子异常保护功能无效；否则，电机定子异常失电保护功能有效。最后，控 制显示模块1将测量结果显示出来，供检测人员参考。

同理，在下降4档和下降3档之间相互切换期间，在控制显示模块1中选中下降接触器 动力回路故障、上升接触器控制回路故障、下降接触器控制回路故障类型，并分别通过故障 模拟模块3完成在节点B、节点C和节点D处的故障模拟，并分别通过控制显示模块1判定 起重机定子异常失电保护功能的有效性。其中，断开节点B处模拟的是下降接触器动力回路 故障，断开节点C模拟的是上升接触器控制回路故障，断开节点D模拟的是下降接触器控制 回路故障。

本发明可以方便快捷地判断其电机异常失电保护装置的有效性，大大降低现场检测操作 的复杂性，提高检验的自动化程度，提高效率和隐患发现率，可以用于起重机械安装、调试、 维保和检验检测单位，此外其分类模拟功能可用于模拟事故，可为事故鉴定和事故原因分析 提供一种技术手段。因此，该系统对提高质检行业科技装备水平，防范起重机安全事故具有 重要的意义。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以 相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其 技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (7)

1.一种起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，其特征在于：包括控制显示模块(1)以及分别与控制显示模块(1)连接的电流检测模块(2)和故障模拟模块(3)；

控制显示模块(1)用于人机交互以及向故障模拟模块(3)发送控制信号，故障模拟模块(3)用于接收控制信号，并模拟起重机电机定子异常失电的情况，电流检测模块(2)用于检测起重机电机定子异常失电时，制动器接触器控制回路中是否存在电流，并向控制显示模块(1)发送检测结果；控制显示模块(1)还用于对来自电流检测模块(2)的检测信号进行处理。

2.如权利要求1所述的起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，其特征在于：所述故障模拟模块(3)分别串联在起重机的动力回路和控制回路中，连接节点分别为节点A、节点B、节点C和节点D，所述电流检测模块(2)串联在制动器接触器控制回路中，连接节点为节点E。

3.如权利要求2所述的起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，其特征在于：故障模拟模块(3)包括依次连接的单片机(31)、驱动单元(32)和执行单元(33)，执行单元(33)包括分别与驱动单元(32)连接的三相接触器K1、三相接触器K2、继电器J1和继电器J2，三相接触器K1、三相接触器K2、继电器J1和继电器J2分别串接于所述节点A、所述节点B、所述节点C和所述节点D。

4.如权利要求3所述的起重机电机定子异常失电保护故障模拟装置，其特征在于：所述驱动单元(32)包括与依次连接的光电隔离器件(321)和达林顿管驱动器U4，光电隔离器件(321)的输入端与所述单片机(31)连接，达林顿管驱动器U4的输出端与所述执行单元(33)连接。

5.如权利要求1所述的起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，其特征在于：所述起重机电机定子异常失电的情况包括上升接触器控制回路故障、上升接触器动力回路故障、下降接触器控制回路故障、下降接触器动力回路故障、上升接触器动力回路及控制回路均故障、下降接触器动力回路及控制回路均故障中的至少一种。

6.如权利要求5所述的起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，其特征在于：所述控制显示模块(1)包括数字处理芯片以及与数字处理芯片连接的显示屏和/或操作按键。

7.如权利要求6所述的起重机电机定子异常失电保护功能有效性检测系统，其特征在于：所述显示屏为触摸式显示屏。