CN202488098U - 一种制动相短路检测判断保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种制动相短路检测判断保护装置，包括：故障检测判断机构及连锁保护执行机构；所述故障检测判断机构的输入端与正负母线和制动电阻两端连接，分别检测母线电压和制动电阻两端的电压，当判断结果为制动相放电管短路时输出故障信号；所述连锁保护执行机构的输入端与所述故障检测判断机构的输出端连接，其输出端与串联在制动电阻、制动相放电管、正负母线回路中的控制开关连接，当接收到故障信号后，断开控制开关。本实用新型能够实现对制动相放电管短路的自动判断并断开由制动电阻、制动相放电管、正负母线形成的回路，以避免制动电阻持续供电而导致的发热、起火、甚至最终烧毁造成的危险，实现对设备的保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制动相短路检测判断保护装置，尤其是能够自动检测判断制动相是否短路，防止制动电阻烧毁的保护装置。
背景技术
开关磁阻电机可以四象限运行，经常运用在需要频繁电动、制动切换的场合。制动相的放电管在母线电压达到放电电压范围时，打开；在母线电压低于放电电压时，关闭。此相放电管的短路保护一般采用放电管的驱动模块进行检测，但是由于该相串联了制动电阻，使驱动模块短路保护检测不准或是失效，当放电管短路时，也不能告知控制器，使该相一直处于放电状态，制动电阻长时间持续通电，发热严重，可能引起制动电阻烧毁或是起火，造成危险。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种制动相短路检测判断保护装置，以防止由于制动管短路，制动电阻持续放电，而导致制动电阻发热、起火、甚至最终烧毁造成的危险。
为实现上述目的，本实用新型提供的制动相短路检测判断保护装置，包括：故障检测判断机构及连锁保护执行机构；所述故障检测判断机构的输入端与正负母线和制动电阻两端连接，分别检测母线电压和制动电阻电压，当判断结果为制动相放电管短路时输出故障信号；所述连锁保护执行机构的输入端与所述故障检测判断机构的输出端连接，其输出端与串联在制动电阻、制动相放电管、正负母线回路中的控制开关连接，当接收到故障信号后，断开控制开关。
所述故障检测判断机构为硬件模块。
当故障检测判断机构为硬件模块时，所述故障检测判断机构包括：母线电压检测模块、制动电阻两端电压检测模块及逻辑判断模块；
母线电压检测模块，其输入端与正负母线相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测母线电压，当母线电压处于正常工作电压时，其输出一个逻辑电平信号，当母线电压处于制动电压门槛值范围时，输出一个与母线电压处于正常工作电压时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
制动电阻两端电压检测模块，其输入端与制动电阻两端相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测制动电阻两端电压，当制动相放电管导通时，输出一个逻辑电平信号，当制动相放电管不导通时，输出一个与制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
逻辑判断模块，用于将母线电压检测模块输出的逻辑电平信号与制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号进行逻辑判断，当判断结果为制动相放电管短路时输出故障信号，并一直保持故障输出状态。
所述逻辑判断模块判断故障依据为：当母线电压检测模块输出的逻辑电平信号为母线电压未处于制动电压门槛值范围时输出的逻辑电平信号时，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号为制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号时，判断此时制动相放电管短路，判断结果为制动相放电管短路并输出故障信号。
所述故障检测判断机构为可编程模块。
当故障检测判断机构为可编程模块时，所述故障检测判断机构包括：母线电压检测模块、制动电阻两端电压检测模块及CPU处理模块；
母线电压检测模块，其输入端与正负母线相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测母线电压；将母线电压值按比例转换为CPU处理模块能够接受的模拟输入量或数字输入量；或是当母线电压处于正常工作电压时，其输出一个逻辑电平信号，当母线电压处于制动电压门槛值范围时，输出一个与母线电压处于正常工作电压时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
制动电阻两端电压检测模块，其输入端与制动电阻两端相连，其输出端 与逻辑判断模块连接；用于检测制动电阻两端电压；将制动电阻两端电压值按比例换成CPU处理模块能够接受的模拟输入量或是数字输入量；或是当制动相放电管导通时，输出一个逻辑电平信号，当制动相放电管不导通时，输出一个与制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
CPU处理模块，用于将母线电压检测模块输出的母线电压值与制动电阻两端电压检测模块输出的制动电阻两端电压值进行逻辑判断；或是将母线电压检测模块输出的逻辑电平信号与制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号进行逻辑判断，当判断结果为制动相放电管短路时输出故障信号。
所述CPU处理模块判断制动相放电管短路依据为：
若收到来自母线电压检测模块和制动电阻两端电压检测模块信号为电压值，当母线电压值低于制动放电电压门槛，且制动电阻两端电压值接近0V或是低于某一电压值时，判断此时制动相放电管短路，判断结果为制动相放电管短路并输出故障信号，并一直保持故障输出状态；
若收到来自母线电压检测模块和制动电阻两端电压检测模块信号为电平信号，当母线电压检测模块输出的逻辑电平信号为母线电压未处于制动电压门槛值范围时输出的逻辑电平信号时，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号为制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号时，判断此时制动相放电管短路，判断结果为制动相放电管短路并输出故障信号，并一直保持故障输出状态。
所述CPU处理模块为单片机、DSP、ARM、CPLD、或FPGA。
所述故障检测判断机构具有故障自锁功能，一旦故障发生，就一直保持故障输出状态，只有整个系统断电，或是复位，并且故障排除重新上电后，才能恢复。
所述控制开关，能够控制制动电阻、制动相放电管、正负母线形成的回路的通断，当制动相正常工作时，其应处于吸合状态，并能承受放电电流；当制动相放电管短路时，其根据开关信号的要求，断开制动电阻、制动相放电管、正负母线所形成的回路。
本实用新型，由故障检测判断机构检测母线电压和制动电阻两端的电 压，当判断结果为制动相放电管短路时将故障信号输出给连锁保护执行机构，连锁保护执行机构接收到故障信号后断开串联在制动电阻、制动相放电管、正负母线回路中的控制开关，从而实现对制动相放电管短路的自动判断并断开由制动电阻、制动相放电管、正负母线形成的回路，以避免制动电阻持续供电而导致的发热、起火、甚至最终烧毁造成的危险，实现对制动电阻的保护。
附图说明
图1为本实用新型制动相短路检测判断保护装置示意图；
图2为故障检测判断机构由硬件模块实现时，本实用新型制动相短路检测判断保护装置示意图；
图3为故障检测判断机构由可编程模块实现时，本实用新型制动相短路检测判断保护装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供的制动相短路检测判断保护装置，如图1所示，主要由两部分组成，分别为故障检测判断机构及连锁保护执行机构。故障检测判断机构的输入端与正负母线U和制动电阻R两端连接，分别检测母线电压和制动电阻R两端的电压，当判断结果为制动相放电管V短路时输出故障信号；连锁保护执行机构的输入端与所述故障检测判断机构的输出端连接，其输出端与串联在制动电阻R、制动相放电管V、正负母线U回路中的控制开关K连接，当接收到故障信号后，断开控制开关K，切断制动电阻R、制动相放电管V、正负母线U形成的回路。
控制开关K，能够控制制动电阻R、制动相放电管V、正负母线U形成的回路的通断，当制动相正常工作时，其应处于吸合状态，并能承受放电电流；当制动相放电管V短路时，其根据开关信号的要求，断开制动电阻R、制动相放电管V、正负母线所形成的回路。
故障检测判断机构可以由硬件模块实现，也可以由可编程模块实现。
当故障检测判断机构可以由硬件模块实现时，其构成，如图2所示，可以包括：母线电压检测模块、制动电阻两端电压检测模块及逻辑判断模块。
母线电压检测模块，其输入端与正负母线U相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测母线电压，当母线电压处于正常工作电压时，其输出一个逻辑电平信号，当母线电压处于制动电压门槛值范围时，输出一个与母线电压处于正常工作电压时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
制动电阻两端电压检测模块，其输入端与制动电阻R两端相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测制动电阻R两端电压，当制动相放电管V导通时，输出一个逻辑电平信号，当制动相放电管V不导通时，制动电阻R两端的电压低于母线电压，且近似为0V，输出一个与制动相放电管V导通时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
逻辑判断模块，其输入侧与母线电压检测模块输出侧和制动电阻两端电压检测模块输出侧相连，输出侧与连锁保护机构相连；用于将母线电压检测模块输出的逻辑电平信号与制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号进行逻辑判断，当判断结果为制动相放电管V短路时输出故障信号，并一直保持故障输出状态。
上述逻辑判断模块判断制动相放电管V短路依据为：若收到来自母线电压检测模块和制动电阻两端电压检测模块信号为电平信号，当母线电压检测模块输出的逻辑电平信号为母线电压未处于制动电压门槛值范围时输出的逻辑电平信号时，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号为制动相放电管V导通时输出的逻辑电平信号时，判断此时制动相放电管V短路，判断结果为制动相放电管V短路并输出故障信号。此时母线检测模块输出的逻辑电平信号表示母线电压处于正常工作电压，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号表示制动相放电管V导通，判断此时制动相放电管V短路。
连锁保护执行机构的输入端与上述逻辑判断模块的输出端连接，其输出端与串联在制动电阻R、制动相放电管V、正负母线U回路中的控制开关K连 接，当接收到故障信号后，断开控制开关K，切断制动电阻R、制动相放电管V、正负母线U形成的回路。
当故障检测判断机构可以由可编程模块实现时，其构成，如图3所示，可以包括：母线电压检测模块、制动电阻两端电压检测模块及CPU处理模块。
母线电压检测模块，其输入端与正负母线U相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测母线电压；将母线电压值按比例转换为CPU处理模块能够接受的模拟输入量或数字输入量；或是当母线电压处于正常工作电压时，其输出一个逻辑电平信号，当母线电压处于制动电压门槛值范围时，输出一个与母线电压处于正常工作电压时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
制动电阻两端电压检测模块，其输入端与制动电阻R两端相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测制动电阻R两端电压；将制动电阻R两端电压值按比例换成CPU处理模块能够接受的模拟输入量或是数字输入量；或是当制动相放电管V导通时，输出一个逻辑电平信号，当制动相放电管V不导通时，输出一个与制动相放电管V导通时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
CPU处理模块，其输入侧与母线电压检测模块输出侧和制动电阻R两端电压检测模块输出侧相连，输出侧与连锁保护机构相连；主要是对接收的信息进行处理，判断制动相放电管V是否短路；用于将母线电压检测模块输出的母线电压值与制动电阻两端电压检测模块输出的制动电阻R两端电压值进行逻辑判断；或是将母线电压检测模块输出的逻辑电平信号与制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号进行逻辑判断，当判断结果为制动相放电管V短路时输出故障信号。
上述CPU处理模块判断制动相放电管V短路依据为：
若收到来自母线电压检测模块和制动电阻两端电压检测模块信号为电压值，当母线电压值低于制动放电电压门槛，且制动电阻R两端电压值接近0V或是低于某一电压值时，判断此时制动相放电管V短路，判断结果为 制动相放电管V短路并输出故障信号，并一直保持故障输出状态；
若收到来自母线电压检测模块和制动电阻两端电压检测模块信号为电平信号，当母线电压检测模块输出的逻辑电平信号为母线电压未处于制动电压门槛值范围时输出的逻辑电平信号时，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号为制动相放电管V导通时输出的逻辑电平信号时，判断此时制动相放电管V短路，判断结果为制动相放电管V短路并输出故障信号，并一直保持故障输出状态。此时母线检测模块输出的逻辑电平信号表示母线电压处于正常工作电压，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号表示制动相放电管V导通，判断此时制动相放电管V短路。
连锁保护执行机构的输入端与上述CPU处理模块的输出端连接，其输出端与串联在制动电阻R、制动相放电管V、正负母线U回路中的控制开关K连接，当接收到故障信号后，断开控制开关K，切断制动电阻R、制动相放电管V、正负母线U形成的回路。
上述CPU处理模块为但不限于单片机、DSP、ARM、CPLD、或FPGA等具有可编程的微处理器。
故障检测判断机构具有故障自锁功能，一旦故障发生，就一直保持故障输出状态，只有整个系统断电，或是复位，并且故障排除重新上电后，才能恢复。
当故障检测判断机构由硬件模块实现时，故障检测判断机构中的逻辑判断模块具有故障自锁功能，一旦故障发生，只有断电，并且故障排除重新上电后，才能恢复。对故障检测判断机构来说，恢复的是故障检测判断机构中的逻辑判断模块，当故障发生时，其一直会保持故障输出状态，只有断电，并且故障排除重新上电后，才不会再输出故障信号；对电路来说，恢复的是控制开关K，当故障发生时，控制开关K断开，只有断电，并且故障排除重新上电后，控制开关K才能重新吸合。
当故障检测判断机构由可编程模块实现时，故障检测判断机构的CPU处理模块具有故障自锁功能，一旦故障发生，只有复位CPU或是断电，并且故障排除重新上电后，才能恢复。对故障检测判断机构来说，恢复的是故障检 测判断机构中的CPU处理模块，当故障发生时，其一直会保持故障输出状态，只有复位CPU或是断电，并且故障排除重新上电后，才不会再输出故障信号；对电路来说，恢复的是控制开关K，当故障发生时，控制开关K断开，只有复位CPU或是断电，并且故障排除重新上电后，控制开关K才能重新吸合。本实用新型对于所有带制动相的开关磁阻控制器均适用。
本实用新型，由故障检测判断机构检测母线电压和制动电阻两端的电压，当判断结果为制动相放电管短路时将故障信号输出给连锁保护执行机构，连锁保护执行机构接收到故障信号后断开串联在制动电阻、制动相放电管、正负母线回路中的控制开关，从而实现对制动相放电管短路的自动判断并断开由制动电阻、制动相放电管、正负母线形成的回路，以避免制动电阻持续供电而导致的发热、起火、甚至最终烧毁造成的危险，实现对制动电阻的保护。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，包括：故障检测判断机构及连锁保护执行机构；所述故障检测判断机构的输入端与正负母线和制动电阻两端连接，分别检测母线电压和制动电阻两端的电压，当判断结果为制动相放电管短路时输出故障信号；所述连锁保护执行机构的输入端与所述故障检测判断机构的输出端连接，其输出端与串联在制动电阻、制动相放电管、正负母线回路中的控制开关连接，当接收到故障信号后，断开控制开关。
2.根据权利要求1所述的制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，所述故障检测判断机构为硬件模块。
3.根据权利要求2所述的制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，所述故障检测判断机构包括：母线电压检测模块、制动电阻两端电压检测模块及逻辑判断模块；
母线电压检测模块，其输入端与正负母线相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测母线电压，当母线电压处于正常工作电压时，其输出一个逻辑电平信号，当母线电压处于制动电压门槛值范围时，输出一个与母线电压处于正常工作电压时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
制动电阻两端电压检测模块，其输入端与制动电阻两端相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测制动电阻两端电压，当制动相放电管导通时，输出一个逻辑电平信号，当制动相放电管不导通时，输出一个与制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
逻辑判断模块，用于将母线电压检测模块输出的逻辑电平信号与制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号进行逻辑判断，当判断结果为制动相放电管短路时输出故障信号，并一直保持故障输出状态。
4.根据权利要求3所述的制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，所述逻辑判断模块判断故障依据为：当母线电压检测模块输出的逻辑电平信号为母线电压未处于制动电压门槛值范围时输出的逻辑电平信号时，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号为制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号时，判断此时制动相放电管短路，判断结果为制动相放电管短路并输出故障信号。
5.根据权利要求1所述的制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，所述故障检测判断机构为可编程模块。
6.根据权利要求5所述的制动相短路检测判断保护装置，所述故障检测判断机构包括：母线电压检测模块、制动电阻两端电压检测模块及CPU处理模块；
母线电压检测模块，其输入端与正负母线相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测母线电压；将母线电压值按比例转换为CPU处理模块能够接受的模拟输入量或数字输入量；或是当母线电压处于正常工作电压时，其输出一个逻辑电平信号，当母线电压处于制动电压门槛值范围时，输出一个与母线电压处于正常工作电压时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
制动电阻两端电压检测模块，其输入端与制动电阻两端相连，其输出端与逻辑判断模块连接；用于检测制动电阻两端电压；将制动电阻两端电压值按比例换成CPU处理模块能够接受的模拟输入量或是数字输入量；或是当制动相放电管导通时，输出一个逻辑电平信号，当制动相放电管不导通时，输出一个与制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号相反的逻辑电平信号；
CPU处理模块，用于将母线电压检测模块输出的母线电压值与制动电阻两端电压检测模块输出的制动电阻两端电压值进行逻辑判断；或是将母线电压检测模块输出的逻辑电平信号与制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号进行逻辑判断，当判断结果为制动相放电管短路时输出故障信号。
7.根据权利要求6所述的制动相短路检测判断保护装置，所述CPU处理模块判断制动相放电管短路依据为：
若收到来自母线电压检测模块和制动电阻两端电压检测模块信号为电压值，当母线电压值低于制动放电电压门槛，且制动电阻两端电压值接近0V或是低于某一电压值时，判断此时制动相放电管短路，判断结果为制动相放电管短路并输出故障信号，并一直保持故障输出状态；
若收到来自母线电压检测模块和制动电阻两端电压检测模块信号为电平信号，当母线电压检测模块输出的逻辑电平信号为母线电压未处于制动电压门槛值范围时输出的逻辑电平信号时，且制动电阻两端电压检测模块输出的逻辑电平信号为制动相放电管导通时输出的逻辑电平信号时，判断此时制动相放电管短路，判断结果为制动相放电管短路并输出故障信号，并一直保持故障输出状态。
8.根据权利要求6或7所述的制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，所述CPU处理模块为单片机、DSP、ARM、CPLD、或FPGA。
9.根据权利要求1所述的制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，所述故障检测判断机构具有故障自锁功能，一旦故障发生，就一直保持故障输出状态，只有整个系统断电，或是复位，并且故障排除重新上电后，才能恢复。
10.根据权利要求1所述的制动相短路检测判断保护装置，其特征在于，所述控制开关，能够控制制动电阻、制动相放电管、正负母线形成的回路的通断，当制动相正常工作时，其处于吸合状态，并能承受放电电流；当制动相放电管短路时，其根据开关信号的要求，断开制动电阻、制动相放电管、正负母线所形成的回路。
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