CN206195333U - 制动器电机监控与在线实时诊断故障装置 - Google Patents

Abstract

制动器电机监控与在线实时诊断故障装置，包括第一级电机驱动电路、第二级接触器低压控制电路、第三级手动启动电路、第四级过热报警机构、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构及主控板；利用接触器和热继电器的辅助常开和常闭触点均为主回路的镜像关系，仅需探测辅助回路常开触点和常闭触点各自的接通关系，即可知道主回路的运行状态，同时如果辅助回路的两个常开触点和两个常闭触点之间的逻辑关系异常即可判定器件功能失效，将诊断信号传送到主控板，主控板再通过上位机通信，提醒操作者到现场处理异常情况。

Description

制动器电机监控与在线实时诊断故障装置

技术领域

本实用新型涉及在线监控诊断技术领域，尤其涉及一种制动器电机监控与在线实时诊断故障装置。

背景技术

由于制动器处于制动状态时，震动比较剧烈，负荷较重；同时有些制动器的工作环境比较特殊，如灰尘较大，制动器处于离监控室较远的地方，且长期工作在室外，使得对制动器电机的状态在线实时监控成为新型制动器发展的方向。

另一方面，制动器通常处于间歇性的工作状态，工作时负载重，大部分时间处于待命状态，同时对制动器工作的安全可靠性要求很高，这关系到人民的生命财产安全，于是对制动器电机状态的监控具有非常要求的现实意义。

目前大部分设计者对制动器电机的监控仅停留在对制动电机工作时的过电压、过电流，过负载的监控方面，设计者默认制动器处于正常工作状态，即假定制动器电机及其附属器件处于可以正常使用状态的情况下，但是制动器大部分时间处于待命状态及所处环境较恶劣，很可能在制动器工作之前，制动器电机或其附属器件已经失效；为了尽量提高制动器工作的安全和可靠性，提前发现制动器可能存在的器件失效的安全隐患至关重要。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供制动器电机监控与在线实时诊断故障装置，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

制动器电机监控与在线实时诊断故障装置，包括第一级电机驱动电路、第二级接触器低压控制电路、第三级手动启动电路、第四级过热报警机构、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构及主控板，其中，第一级电机驱动电路分别与第二级接触器低压控制电路、第三级手动启动电路、第四级过热报警机构、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构、主控板及电机连接，第二级接触器低压控制电路分别与第三级手动启动电路、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构及主控板连接，第三级手动启动电路与主控板连接，第四级过热报警机构与第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构及主控板连接，第五级接触器故障诊断机构与主控板连接，第六级散热风扇驱动电路与电机、主控板连接；同时第一级电机驱动电路包括由接触器及热继电器组成的电机驱动电路，第二级接触器低压控制电路包括由继电器、三极管、二极管、稳压管、电阻、接触器控制回路线圈及热继电器常闭触点组成的低压控制回路,第三级手动启动电路包括由继电器、二极管、自锁按钮开关及热继电器辅助回路常闭触点组成的电机启动开启电路，第四级过热报警机构包括电阻网络及热继电器辅助常开触点，第五级接触器故障诊断机构包括电阻、异或门、接触器辅助常闭触点及接触器辅助常开触点，第六级散热风扇驱动电路包括继电器、三极管、电阻、二极管及稳压管，第七级热继电器故障诊断机构包括二极管、三极管、稳压管、电阻、异或门及热继电器常开触点和常闭触点。

在本实用新型中，各部分具体结构如下：

所述第一级电机驱动电路包括接触器和热继电器，其中，接触器主回路的三个输入端连接输入三相交流电源火线，接触器主回路的三个输出端连接热保护继电器主回路的三个输入端，热保护继电器主回路的三个输出端连接三相电机的三相电源输入端，三相电机的外壳连接三相交流电源输入端的接地端；接触器辅助回路的第二常开触点连接弱电电源的参考电位点；接触器辅助回路的第一常开触点连接第五级接触器故障诊断机构的第九电阻的一端后，在连接至第一集成电路异或门的第二脚输入信号端，第九电阻的另一端连接弱电电源；接触器辅助回路的第二号常闭触点连接弱电电源，接触器辅助回路的第一号常闭触点连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接弱电电源的参考电压点；接触器控制线圈的正接线端连接第二部分接触器低压控制电路的第一继电器的第四脚、负接线端连接弱电电源的参考电压点；

所述第二级接触器低压控制电路包括第一继电器、第五电阻、第一二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第十一二极管、第十二二极管、第四稳压管、第二三极管，其中，第一继电器的第四脚连接接触器控制线圈的正极输入端，第一继电器的第三脚连接第十三电阻的一端后连接热继电器辅助回路的第一号常闭触点，第十三电阻的另一端与第十稳压管阴极及第十四电阻的一端三处连接后在连接第二集成电路同或门的第一脚信号输入端；第一二极管与第一继电器的线圈并联，且第一二极管的负极端和第一继电器线圈的正极端分别连接24V电源正极，第一二极管正极和第一继电器线圈的负极端连接后在连接第二三极管的集电极，第二三极管发射极接地，第二三极管基极连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端、第四稳压管阴极、第六二极管阴极、第七二极管阴极、第八二极管阴极、第十一极管阴极及第十二二极管阴极七处连接于一点，第四稳压管阳极接地,第六二极管阳极连接主控板的电机控制信号输出端；第七二极管阳极、第二集成电路同或门的第二脚、第十电阻的一端、第六电阻的一端、第五稳压管阴极五处连接后在连接主控板的过热报警输入端，第十电阻的另一端、第二电阻的一端及热继电器辅助回路的第二号常开触点三处连接于一点，第二电阻的另一端接地，第六电阻的另一端连接第三三极管基极；第五稳压管阳极接地；第八二极管的阳极连接第三级手动启动电路的第二继电器的第三脚；第十一二极管阳极连接第七级热继电器故障诊断机构的第二集成电路同或门的第三脚输出端；第十二二极管阳极连接第五级接触器故障诊断机构的第一集成电路异或门的第三脚输出端；

所述第三级手动启动电路包括第二继电器、第二二极管、第一自锁按钮开关、热保护继电器辅助回路的常闭触点、第四电阻；其中，第一自锁按钮开关的一端与第二二极管阴极分别连接24V电源,第二二极管阳极接地,第一自锁按钮开关的另一端连接第二继电器线圈的第五脚，第二继电器线圈的第四脚接地，第二继电器的第三脚、第四电阻的一端连接后在连接主控板的手动启动确认反馈输入端，第四电阻的另一端连接5V电源,第二继电器的第一脚接地，第二继电器的第六脚接24V电源,且第二继电器中一组常开触点连接热继电器辅助回路的第二号常闭触点；

所述第四级过热报警机构包括第二电阻、第十电阻、热保护继电器辅助回路，其中，热保护继电器辅助回路的第一常开触点连接5V电源正极,热保护继电器辅助回路的第二常开触点与第二电阻的一端连接后在连接第十电阻的一端；第十电阻的另一端分别连接主控板的过热报警输入端、第七级热继电器故障诊断机构的第二集成电路同或门的第二脚、第六级散热风扇驱动机构的第五稳压管阴极，第二电阻的另一端接地；

所述第五级接触器故障诊断机构包括接触器辅助回路常闭触点和常开触点、第八阻、第九电阻及第一片集成电路异或门；其中，接触器辅助回路第二号常闭触点连接5V电源，接触器辅助回路第一号常闭触点连接第八电阻的一端后在连接到第一集成电路异或门的第一脚信号输入端，第八电阻的另一端接地；接触器辅助回路的第二号常开触点接地,接触器辅助回路的第一号常开触点与第九电阻一端连接后在连接第一集成电路异或门的第二脚信号输入端；第一集成电路异或门的第三脚连接主控板的接触器故障报警输入信号端，第一集成电路异或门的第三脚连接第十二二极管阳极，第九电阻的另一端连接5V电源；

所述第六级散热风扇驱动电路包括第五稳压管、第六电阻、第七电阻、第三三极管、第三二极管及第三继电器；其中，第五稳压管阴极、第六电阻的一端连接后再连接主控板的过热报警输入端,第五稳压管阳极与第三三极管发射极接地,第六电阻的另一端连接第三三极管基极；第三三极管集电极连接第三继电器线圈的负极后在连接第三二极管阳极，第三二极管阴极和第三继电器线圈的正极连接24V电源正极，第三继电器的第六脚和第七电阻的一端分别连接主控板的风扇反馈输入信号端，第七电阻的另一端连接5V电源正极,第三继电器的第八脚常开触点接地，第三继电器的第三脚连接散热风扇的一根电源输入端，第三继电器的第一脚常开触点连接三相交流电源输入端火线，散热风扇的另一根电源输入端连接第一保险丝的一端，第一保险丝的另一端接三相交流电源输入端零线；

所述第七级热继电器故障诊断机构包括第九二极管、第四三极管、第十一电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十稳压管、第一三极管、第二集成电路同或门及热继电器辅助回路的常闭触点和常开触点；其中，第九二极管阴极连接热继电器辅助回路的第二号常闭触点,第九二极管阳极连接第四三极管集电极，第四三极管基极接第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端连接第一三极管集电极,第四三极管发射极连接24V电源，第一三极管发射极接地；第一三极管的基极连接第三级手动启动电路的第二继电器的第三脚；第十三电阻的一端接热继电器辅助回路的第一号常闭触点；第十三电阻的另一端、第十四电阻的一端及第十稳压管阴极三处共同连接至第二集成电路同或门的第一脚，第十四电阻的另一端和第十稳压管阳极接地；第二集成电路同或门的第二脚连接第四级过热报警机构的输出信号端；第二集成电路同或门的第三脚输出端分别连接主控板的热继电器故障报警信号输入端、第二级接触器低压控制电路的第十一二极管阳极。

有益效果：本实用新型通过接触器和热继电器的辅助常开和常闭触点均为主回路的镜像关系，仅需探测辅助回路常开触点和常闭触点各自的接通关系，即可知道主回路的运行状态，同时如果辅助回路的两个常开触点和两个常闭触点之间的逻辑关系异常即可判定器件功能失效，将诊断信号传送到主控板，主控板再通过上位机通信，提醒操作者到现场处理异常情况，同时本装置具有如下优点：①、电机过热保护和报警提示功能；②、制动器处于待命状态和制动状态下，均可在线实时诊断出接触器和热继电器是否有故障，定位故障器件，及时切断电源；③、纯硬件在线诊断故障器件，可靠性高，后续主控板提醒操作者及时排除故障；④、所需器件型号普通，元件数量较少，便于生产管理，可以直接运用在各类电机的控制方面。

附图说明

图1为本实用新型的较佳实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的较佳实施例的电路示意图。

图3为本实用新型的较佳实施例的电路原理图。

图4为本实用新型的较佳实施例中的第一级电机驱动电路原理图。

图5为本实用新型的较佳实施例中的第二级接触器低压控制电路原理图。

图6为本实用新型的较佳实施例中的第三级手动启动电路原理图。

图7为本实用新型的较佳实施例中的第四级过热报警机构原理图。

图8为本实用新型的较佳实施例中的第五级接触器故障诊断机构原理图。

图9为本实用新型的较佳实施例中的第六级散热风扇驱动电路原理图。

图10为本实用新型的较佳实施例中的第七级热继电器故障诊断机构原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白清晰，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1～2的制动器电机监控与在线实时诊断故障装置，包括第一级电机驱动电路、第二级接触器低压控制电路、第三级手动启动电路、第四级过热报警机构、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路及第七级热继电器故障诊断机构，其中，第一级电机驱动电路包括由接触器及热继电器组成的电机驱动电路，第二级接触器低压控制电路包括由继电器、三极管、二极管、稳压管、电阻、接触器控制回路线圈及热继电器常闭触点组成的低压控制回路,第三级手动启动电路包括由继电器、二极管、自锁按钮开关及热继电器辅助回路常闭触点组成的电机启动开启电路，第四级过热报警机构包括电阻网络及热继电器辅助常开触点组成，第五级接触器故障诊断机构包括电阻、异或门、接触器辅助常闭触点及接触器辅助常开触点，第六级散热风扇驱动电路包括继电器、三极管、电阻、二极管、稳压管及保险丝，第七级热继电器故障诊断机构包括二极管、三极管、稳压管、电阻、异或门及热继电器常开触点和常闭触点。

参见图3～4所示，所述第一级电机驱动电路包括接触器和热继电器，其中，接触器主回路的三个输入端连接输入三相交流电源的三根火线，接触器主回路的三个输出端连接热保护继电器主回路的三个输入端，热保护继电器主回路的三个输出端连接到三相电机的三相电源输入端，三相电机的外壳连接三相交流电源输入端的接地端(即PE端)；接触器辅助回路的第二常开触点NO2连接弱电电源的参考电位点GND；接触器辅助回路的第一常开触点NO1连接第五级接触器故障诊断机构的第九电阻的一端后，在一起连接至第一集成电路异或门的第二脚输入信号端，第九电阻的另一端连接弱电电源(5V)处；接触器辅助回路的第二号常闭触点NC2连接弱电电源(5V)处，接触器辅助回路的第一号常闭触点NC1连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接弱电电源的参考电压点GND；接触器控制线圈的正负接线端分别依次连接第二部分接触器低压控制电路的第一继电器的第四脚、弱电电源的参考电压点GND；

参见图3、5所示，所述第二级接触器低压控制电路包括第一继电器RY₁、第五电阻、第一二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第十一二极管、第十二二极管、第四稳压管、第二三极管，其中，第一继电器的第四脚(即常闭触点)连接接触器控制线圈的正极输入端，第一继电器的第三脚(即公共触点)连接第十三电阻的一端后一起连接热继电器辅助回路的第一号常闭触点(即FRA的第七脚NC1处)，第十三电阻的另一端与第十稳压管的阴极及第十四电阻的一端三处连接后在连接第二集成电路同或门的第一脚信号输入端；第一二极管与第一继电器的线圈并联，且第一二极管的负极端和第一继电器线圈的正极端分别连接24V电源正极，第一二极管的正极和第一继电器线圈的负极端连接后在连接第二三极管的集电极，第二三极管的发射极接地(即GND)，第二三极管的基极连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端、第四稳压管的阴极、第六二极管的阴极、第七二极管的阴极、第八二极管的阴极、第十一极管的阴极及第十二二极管的阴极七处连接于一点，第四稳压管的阳极接地,第六二极管的阳极接主控板的电机控制信号输出端口(标号为：Control Motor)；第七二极管的阳极、第二集成电路同或门的第二脚、第十电阻的一端、第六电阻的一端、第五稳压管的阴极五处连接在一起后在连接主控板的过热报警输入端(标号为：OverheatAlarm)，第十电阻的另一端、第二电阻的一端及热继电器辅助回路的第二号常开触点三处连接于一点，第二电阻的另一端接地，第六电阻的另一端连接第三三极管的基极；第五稳压管的阳极接地；第八二极管的阳极连接第三级手动启动电路的第二继电器的第三脚(标号为：)；第十一二极管的阳极连接第七级热继电器故障诊断机构的第二集成电路同或门的第三脚输出端(标号为：Thermal Relay Invalid)；第十二二极管的阳极连接第五级接触器故障诊断机构的第一集成电路异或门的第三脚输出端(标号为：ContactorAbnormal)；

参见图3、6所示，所述第三级手动启动电路包括第二继电器RY₂、第二二极管、第一自锁按钮开关S₁、热保护继电器辅助回路的常闭触点NC1和NC2、第四电阻；其中，第一自锁按钮开关S₁的一端与第二二极管的阴极分别连接电源24V,第二二极管的阳极接地,第一自锁按钮开关S₁的另一端接第二继电器线圈的第五脚，第二继电器线圈的第四脚接地，第二继电器一组触点的公共端、第二继电器的第三脚、第四电阻的一端连接后再连接主控板的手动启动确认反馈输入端(标号为：)，第四电阻的另一端接电源5V,第二继电器的第一脚接地，第二继电器的第六脚接电源24V,且第二继电器中一组常开触点接热继电器辅助回路的第二号常闭触点(标号：FRNC2)；

参见图3、7所示，所述第四级过热报警机构包括第二电阻、第十电阻、热保护继电器辅助回路，其中，热保护继电器辅助回路的第一常开触点(标号为：FRNO1)接电源正极5V,热保护继电器辅助回路的第二常开触点(标号为：FRNO2)与第二电阻的一端连接后在连接到第十电阻的一端；第十电阻的另一端分三路输出：第一路连接主控板的过热报警输入端(标号为：Overheat Alarm)，第二路连接第七级热继电器故障诊断机构的第二集成电路同或门的第二脚，第三路连接到第六级散热风扇驱动机构的第五稳压管阴极，第二电阻的另一端接地；

参见图3、8所示，所述第五级接触器故障诊断机构包括接触器辅助回路常闭触点和常开触点、第八阻、第九电阻及第一片集成电路异或门U₁；其中，接触器辅助回路第二号常闭触点KMNC2接电源5V，接触器辅助回路第一号常闭触点KMNC1接第八电阻的一端后，在一起连接到第一集成电路异或门的第一脚信号输入端，第八电阻的另一端接地；接触器辅助回路的第二号常开触点(标号为：KMNO2)接地,接触器辅助回路的第一号常开触点(标号为：KMNO1)与第九电阻一端连接后再连接到第一集成电路异或门的第二脚信号输入端；第一集成电路异或门的第三脚接主控板的接触器故障报警输入信号端(标号为：ContactorAbnormal)，第一集成电路异或门的第三脚接第十二二极管的阳极，第九电阻的另一端接电源5V；

参见图3、9所示，所述第六级散热风扇驱动电路包括第五稳压管、第六电阻、第七电阻、第三三极管、第三二极管及第三继电器；其中，第五稳压管的阴极、第六电阻的一端连接后在连接主控板的过热报警输入端(标号为：Overheat Alarm),第五稳压管的阳极和第三三极管的发射极接地,第六电阻的另一端接第三三极管的基极；第三三极管的集电极接第三继电器线圈的负极后在连接到第三二极管的阳极，第三二极管的阴极和第三继电器线圈的正极连接电源正极24V，第三继电器的第六脚和第七电阻的一端分别连接主控板的风扇反馈输入信号端(标号为：FAN Feedback)，第七电阻的另一端接电源正极5V,第三继电器的第八脚常开触点接地，第三继电器的一组触点公共端(第三继电器的第三脚)接散热风扇的一根电源输入端(标号为：FanL)，第三继电器的第一脚常开触点接三相交流电源输入端火线(标号为：A)，散热风扇的另一根电源输入端接第一保险丝(标号为：F₁)的一端，第一保险丝的另一端接三相交流电源输入端零线(标号为：N)；

参见图3、10所示，所述第七级热继电器故障诊断机构包括第九二极管、第四三极管、第十一电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十稳压管、第一三极管、第二集成电路同或门及热继电器辅助回路的常闭触点和常开触点；其中，第九二极管的阴极接热继电器辅助回路的第二号常闭触点(标号为:FRNC2),第九二极管的阳极接第四三极管的集电极，第四三极管的基极接第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端连接第一三极管的集电极,第四三极管的发射极接电源24V，第一三极管的发射极接地；第一三极管的基极接第三级手动启动电路的第二继电器的第三脚(标号为：)；第十三电阻的一端接热继电器辅助回路的第一号常闭触点(标号为：FRNC1)；第十三电阻的另一端、第十四电阻的一端及第十稳压管的阴极三处共同连接至第二集成电路同或门的第一脚，第十四电阻的另一端和第十稳压管的阳极接地；第二集成电路同或门的第二脚连接到第四级过热报警机构的输出信号端(标号为：Overheat Alarm)；第二集成电路同或门的第三脚输出端信号分两路输出：一路接主控板的热继电器故障报警信号输入端(标号为：Thermal Relay Invalid)，另一路接第二级接触器低压控制电路的第十一二极管的阳极。

本实施例中，制动器电机监控与在线实时诊断故障具体运行方法如下：

一、制动器电机处于正常使用状态情况

首先，如图3、6所示，操作者按下手动启动按钮S₁，第二继电器线圈得电接通，第二继电器的一组常开触点(第二继电器的第八脚)与对应的公共端触点(第二继电器的第六脚)接通，于是热继电器辅助回路的第二号常闭触点(标号为：FRNC2)得电，即V_FRNC2＝24V；第二继电器的另一组常开触点(第二继电器的第一脚)与另一组公共端(第二继电器的第三脚)接通，于是第二继电器的第三脚的电压为线路地(GND)，即该低电平信号标号为：输送到主控板，为低电平表示已经手动启动制动器电机，故热继电器的两路常闭触点(标号分别为：FRNC1和FRNC2)处于接通状态，因此V_FRNC1＝V_RFNC2＝24V，即第一继电器的第三脚(一组公共端触点)的电压为V_{RY1_Pin3}＝24V，五路信号Overheat Alarm、Control Motor、ThermalRelay Invalid及Contactor Abnormal分别依次连接到五个二极管即第八二极管D₈、第七二极管D₇、第六二极管D₆、第十一二极管D₁₁及第十二二极管D₁₂的阳极，五个二极管即第六二极管D₆、第七二极管D₇、第八二极管D₈、第十一二极管D₁₁及第十二二极管D₁₂的阴极共同连接在一起以实现或的逻辑关系；正常使用状态时，五路信号OverheatAlarm、Control Motor、Thermal Relay Invalid及Contactor Abnormal均为低电平；故第二三极管(Q₂)截止，第一继电器(RY₁)线圈未通电，第一继电器的公共端触点(第一继电器的第三脚)与常闭触点第一继电器的第四脚接通，接触器控制线圈得电，于是制动电机上电，制动电机处于正常工作；

主控板输出的控制信号Control Motor，正常情况下为低电平；当主控板输出的控制信号Control Motor为高电平时，该高电压通过第五电阻，促使第二三极管导通，第一继电器线圈得电，常闭触点(标号为K1)与公共端触点(标号为FRNC1)断开，接触器控制线圈失电，切断制动器电机的输入电源；手动启动后，手动启动反馈信号为低电平，其它三路报警信号Overheat Alarm、Thermal Relay Invalid及Contactor Abnormal都是为高电平时，表示有异常情况发生，当为低电平时表示处于正常工作状态；手动启动开启后，热继电器辅助回路的第二号常闭触点(FRNC2)得电，由于未过热，常闭触点与公共端触点接通，故热继电器辅助回路的第一号常闭触点FRNC1电压也为24V，该电压经第十三电阻和第十四电阻分压之后的高电平输入到第二集成电路同或门的第一脚信号输入端；热继电器的两常开触点断开，于是热继电器辅助回路的第二号常开触点被第二电阻拉低，其电压为：V_FRNO2＝0,该电压经第十电阻输入到第二集成电路同或门的第二脚信号输入端，并且Overheat Alarm信号为低电平，此时第二集成电路同或门的两输入端为异性信号：一个高电平、一个低电平，故第二集成电路同或门的第三脚输出信号为低电平即(标号：ThermalRelay Invalid)为低电平；

正常情况下，第一集成电路异或门的两输入端：或同为高电平或同为低电平，因此第一集成电路异或门的第三脚为低电平，即(标号：Contactor Abnormal)为低电平；

当接触器主回路为断开时，接触器辅助回路的常闭触点闭合，接触器辅助回路的第二号常闭触点电压为高电平，于是第一号常闭触点电压KMNC1也为高电平；接触器辅助回路的常开触点断开，于是接触器辅助回路的第一号常开触点(标号：KMNO1)被第九电阻上拉到高电压，为高电平,此时第一集成电路异或门的两个输入端均为高电平，故第一集成电路异或门第三脚(标号：Contactor Abnormal)的输出信号为低电平；

同理，当接触器主回路为接通时，第一集成电路异或门第三脚(标号ContactorAbnormal)为低电平；综上所述，正常工作时，五路信号Overheat Alarm、Control Motor、Thermal Relay Invalid及Contactor Abnormal均为低电平，第二三极管截止，第一继电器的常闭触点与公共端触点闭合，接触器辅助控制线圈得电，接触器主回路接通，制动器电机上电，开始工作；

二、制动器电机处于待命状态

此种情况时，手动启动按钮断开，如图3、6所示，第二继电器线圈未上电，常闭触点闭合，于是第二继电器的第三脚电压被第四电阻拉高到电源电压，故第二继电器的第三脚为高电平，此高电平信号传送到主控板,该信号为高电平表示未启用制动器电机；第二继电器的第三脚的高电平经第八二极管、第五电阻及第二三极管使得第一继电器线圈得电，第一继电器的常闭触点与公共端触点断开，接触器控制线圈未通电，制动器电机未上电，不工作，处于待命状态；

如图3、10所示，第二继电器的第三脚的高电平使得第一三极管导通，再触发第四三极管导通，最后通过第九二极管输出电源电压供给热继电器辅助回路的第二号常闭触点FRNC2，由于热继电器辅助回路的常闭触点闭合，热继电器辅助回路的第一号常闭触点也为高电平，于是第二集成电路同或门的第一脚输入高电平；而热继电器的常开触点断开，热继电器的辅助回路的第二常开触点被第二电阻拉低到地，因此V_FRNO2＝0,此时同或门两输入端信号为异性电平：一个为高电平、另一个为低电平，于是第二集成电路同或门的第三脚的输出电压为低电平，该低电平表示热继电器处于正常待命状态；

当过热时，热继电器辅助回路的常开触点闭合，即V_FRNO2＝V_FRNO1＝5V,即V_{OverheatAlarm}＝5V,该高电平过热报警信号分三路传送：第一路到主控板，第二路经第七二极管到第二级接触器低压控制电路切断三相电机电源，第三路到第六级散热风扇驱动电路触发风扇工作，以加快电机散热和降温的速度；当V_{OverheatAlarm}＝5V时，如图3、9所示，第三三极管导通，第三继电器线圈得电，其一组常开触点(第三继电器的第一脚)与相应的公共端触点(第三继电器的第三脚)接通，于是风扇接通交流电源，风扇开始工作，有利于增强电机的散热速度；另一组常开触点(第三继电器的第八脚)与相应的公共端触点(第三继电器的第六脚)接通，于是主控板的风扇反馈输入信号端的电压为低电平，该信号传送到主控板，主控板的风扇反馈输入信号端的电压为低电平，表示散热风扇上电工作；

当热继电器辅助常闭触点和常开触点同时断开时，如图3、10所示，可知：V_FRNC1＝V_FRNO2＝0,于是第二集成电路同或门的两个输入端同为低电平，故第二集成电路同或门的第三脚输出高电平，此高电平信号为热继电器故障诊断报警信号，分两路输出，一路送到主控板，提醒操作者及时更换热继电器，另一路经第十一二极管促使第二三极管导通，第一继电器线圈上电，常闭触点与公共端触点断开，即接触器控制线圈失电，自动切断制动器三相电机电源的供应，达到过热保护的作用；

当热继电器辅助常闭触点和常开触点同时导通时，同理，第二集成电路同或门的第三脚输出高电平，该高电平为热继电器故障诊断报警信号，该报警信号通过第十一二极管使得第二三极管导通，第一继电器线圈得电，断开第一继电器辅助回路的常闭触点与公共端触点的连接关系，于是接触器辅助控制线圈失电，制动器三相电机被自动断电，以达到在线实时诊断热继电器故障，并且自动断电，实现保护制动电机的目的；当手动启动未开启时，第二继电器第八脚的常开触点未与相应的公共端第六脚接通，热继电器辅助回路的第二号常闭触点(FRNC2)的供电方式有两种：1、通过第二继电器的第八脚获取第二继电器第六脚上的电源电压24V；2、通过第九二极管单方向供电，由于第二继电器的第三脚为高电平，第一三极管导通，第四三极管也导通，于是热继电器辅助回路的第二号常闭触点得电；待命状态时，热继电器辅助常闭触点闭合，热继电器辅助回路的第一号常闭触点也得电，经第十三电阻和第十四电阻分压后获取高电压，在输送到第二集成电路同或门的第一脚信号输入端；热继电器辅助常开触点断开，热保护继电器辅助回路的常开触点(标号：FRNO2)被第二电阻拉低到地，故第二集成电路同或门第二脚输入信号的为低电平，于是第二集成电路同或门的第三脚为低电平，未发现热继电器有异常；

在待命状态下，接触器辅助回路的常闭触点(标号为：KMNC1和KMNC2)闭合，第一集成电路异或门的第一脚输入信号为高电平，接触器辅助回路的常开触点断开，接触器辅助回路的第一常开触点(标号为：KMNO1)被第九电阻拉高到电源电压，于是第一集成电路异或门的第二脚输入信号为高电平，由于异或门的两输入端信号均为低电平，故第一集成电路异或门第三脚的输出信号为低电平，该低电平信号表示接触器处于正常状态，低电平信号输入到主控板进行处理和存储；若接触器辅助回路的常闭触点和常开触点都同时接通或同时断开，这两种异常情况，第一集成电路异或门两输入端为异性电平：一个高电平、一个低电平，于是第一集成电路异或门第三脚的输出信号为高电平，即主控板的接触器故障报警输入信号端(标号：Contactor Abnormal)为高电平，即诊断出接触器存在故障，该高电平报警信号传送到主控板，主控板的接触器故障报警输入信号端(标号：Contactor Abnormal)的高电平信号通过第十二二极管及第五电阻使得第二三极管导通，第一继电器线圈得电，第一继电器的常闭触点与相应的公共端触点断开，于是接触器控制线圈失电，断开给制动器电机的三相电源，起到保护电机的目的；

三、制动器电机控制处于异常状态

当电机过热时，如图3、7所示，热继电器动作，热继电器辅助回路的常闭触点断开，热继电器辅助回路的常开触点闭合，于是热保护继电器辅助回路的常开触点(标号：FRNO2)的电压为电源电压5V,该高电平电压经第十电阻输送到第一路连接主控板的过热报警输入端(标号：Overheat Alarm)，第一路连接主控板的过热报警输入端(标号：Overheat Alarm)的高电平信号作为过热报警信号，该高电平过热报警信号传送到主控板，同时该高电平通过第七二极管及第五电阻，促使第二三极管导通，第一继电器线圈得电，断开接触器辅助控制线圈的电源，及时切断电机的三相供电，达到在线实时诊断故障及保护电机的作用；

若热继电器出现异常情况，如热继电器辅助线圈常闭触点闭合，同时热继电器的常开触点也闭合；或者热继电器的常闭触点和常开触点都断开时，可知在上述两种异常情况下，第二集成电路同或门两输入端将同为高电平或同为低电平，于是第二集成电路同或门第三脚输出高电平，诊断出热继电器出现故障，主控板检测到该高电平报警信号，通知上位机并存储数据；

若接触器出现异常情况，如接触器辅助线圈常闭触点和常开触点都同时闭合或断开，同理易知，第一集成电路异或门两输入端将同为异性电平(即一个高电平、一个低电平)，于是第一集成电路异或门第三脚输出高电平，诊断出接触器出现故障。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.制动器电机监控与在线实时诊断故障装置，包括第一级电机驱动电路、第二级接触器低压控制电路、第三级手动启动电路、第四级过热报警机构、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构及主控板，其特征在于，第一级电机驱动电路分别与第二级接触器低压控制电路、第三级手动启动电路、第四级过热报警机构、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构、主控板及电机连接，第二级接触器低压控制电路分别与第三级手动启动电路、第五级接触器故障诊断机构、第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构及主控板连接，第三级手动启动电路与主控板连接，第四级过热报警机构与第六级散热风扇驱动电路、第七级热继电器故障诊断机构及主控板连接，第五级接触器故障诊断机构与主控板连接，第六级散热风扇驱动电路与电机、主控板连接；同时第一级电机驱动电路包括由接触器及热继电器组成的电机驱动电路，第二级接触器低压控制电路包括由继电器、三极管、二极管、稳压管、电阻、接触器控制回路线圈及热继电器常闭触点组成的低压控制回路,第三级手动启动电路包括由继电器、二极管、自锁按钮开关及热继电器辅助回路常闭触点组成的电机启动开启电路，第四级过热报警机构包括电阻网络及热继电器辅助常开触点，第五级接触器故障诊断机构包括电阻、异或门、接触器辅助常闭触点及接触器辅助常开触点，第六级散热风扇驱动电路包括继电器、三极管、电阻、二极管及稳压管，第七级热继电器故障诊断机构包括二极管、三极管、稳压管、电阻、异或门及热继电器常开触点和常闭触点。

2.根据权利要求1所述的制动器电机监控与在线实时诊断故障装置，其特征在于，各部分具体结构如下：

所述第一级电机驱动电路包括接触器和热继电器，其中，接触器主回路的三个输入端连接输入三相交流电源火线，接触器主回路的三个输出端连接热保护继电器主回路的三个输入端，热保护继电器主回路的三个输出端连接三相电机的三相电源输入端，三相电机的外壳连接三相交流电源输入端的接地端；接触器辅助回路的第二常开触点连接弱电电源的参考电位点；接触器辅助回路的第一常开触点连接第五级接触器故障诊断机构的第九电阻的一端后，在连接至第一集成电路异或门的第二脚输入信号端，第九电阻的另一端连接弱电电源；接触器辅助回路的第二号常闭触点连接弱电电源，接触器辅助回路的第一号常闭触点连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接弱电电源的参考电压点；接触器控制线圈的正接线端连接第二部分接触器低压控制电路的第一继电器的第四脚、负接线端连接弱电电源的参考电压点；

所述第二级接触器低压控制电路包括第一继电器、第五电阻、第一二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第十一二极管、第十二二极管、第四稳压管、第二三极管，其中，第一继电器的第四脚连接接触器控制线圈的正极输入端，第一继电器的第三脚连接第十三电阻的一端后连接热继电器辅助回路的第一号常闭触点，第十三电阻的另一端与第十稳压管阴极及第十四电阻的一端三处连接后在连接第二集成电路同或门的第一脚信号输入端；第一二极管与第一继电器的线圈并联，且第一二极管的负极端和第一继电器线圈的正极端分别连接24V电源正极，第一二极管正极和第一继电器线圈的负极端连接后在连接第二三极管的集电极，第二三极管发射极接地，第二三极管基极连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端、第四稳压管阴极、第六二极管阴极、第七二极管阴极、第八二极管阴极、第十一极管阴极及第十二二极管阴极七处连接于一点，第四稳压管阳极接地,第六二极管阳极连接主控板的电机控制信号输出端；第七二极管阳极、第二集成电路同或门的第二脚、第十电阻的一端、第六电阻的一端、第五稳压管阴极五处连接后在连接主控板的过热报警输入端，第十电阻的另一端、第二电阻的一端及热继电器辅助回路的第二号常开触点三处连接于一点，第二电阻的另一端接地，第六电阻的另一端连接第三三极管基极；第五稳压管阳极接地；第八二极管的阳极连接第三级手动启动电路的第二继电器的第三脚；第十一二极管阳极连接第七级热继电器故障诊断机构的第二集成电路同或门的第三脚输出端；第十二二极管阳极连接第五级接触器故障诊断机构的第一集成电路异或门的第三脚输出端；

所述第三级手动启动电路包括第二继电器、第二二极管、第一自锁按钮开关、热保护继电器辅助回路的常闭触点、第四电阻；其中，第一自锁按钮开关的一端与第二二极管阴极分别连接24V电源,第二二极管阳极接地,第一自锁按钮开关的另一端连接第二继电器线圈的第五脚，第二继电器线圈的第四脚接地，第二继电器一组触点的公共端、第二继电器的第三脚、第四电阻的一端连接后在连接主控板的手动启动确认反馈输入端，第四电阻的另一端连接5V电源,第二继电器的第一脚接地，第二继电器的第六脚接24V电源,且第二继电器中一组常开触点连接热继电器辅助回路的第二号常闭触点；

所述第四级过热报警机构包括第二电阻、第十电阻、热保护继电器辅助回路，其中，热保护继电器辅助回路的第一常开触点连接5V电源正极,热保护继电器辅助回路的第二常开触点与第二电阻的一端连接后在连接到第十电阻的一端；第十电阻的另一端分别连接主控板的过热报警输入端、、第七级热继电器故障诊断机构的第二集成电路同或门的第二脚、第六级散热风扇驱动机构的第五稳压管阴极，第二电阻的另一端接地；

所述第五级接触器故障诊断机构包括接触器辅助回路常闭触点和常开触点、第八阻、第九电阻及第一片集成电路异或门；其中，接触器辅助回路第二号常闭触点连接5V电源，接触器辅助回路第一号常闭触点连接第八电阻的一端后在连接到第一集成电路异或门的第一脚信号输入端，第八电阻的另一端接地；接触器辅助回路的第二号常开触点接地,接触器辅助回路的第一号常开触点与第九电阻一端连接后再连接第一集成电路异或门的第二脚信号输入端；第一集成电路异或门的第三脚连接主控板的接触器故障报警输入信号端，第一集成电路异或门的第三脚连接第十二二极管阳极，第九电阻的另一端连接5V电源；

所述第六级散热风扇驱动电路包括第五稳压管、第六电阻、第七电阻、第三三极管、第三二极管及第三继电器；其中，第五稳压管阴极、第六电阻的一端连接后再连接主控板的过热报警输入端,第五稳压管阳极与第三三极管发射极接地,第六电阻的另一端连接第三三极管基极；第三三极管集电极连接第三继电器线圈的负极后在连接第三二极管阳极，第三二极管阴极和第三继电器线圈的正极连接24V电源正极，第三继电器的第六脚和第七电阻的一端分别连接主控板的风扇反馈输入信号端，第七电阻的另一端连接5V电源正极,第三继电器的第八脚常开触点接地，第三继电器的一组触点公共端接散热风扇的一根电源输入端，第三继电器的第一脚常开触点连接三相交流电源输入端火线，散热风扇的另一根电源输入端连接第一保险丝的一端，第一保险丝的另一端接三相交流电源输入端零线；

所述第七级热继电器故障诊断机构包括第九二极管、第四三极管、第十一电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十稳压管、第一三极管、第二集成电路同或门及热继电器辅助回路的常闭触点和常开触点；其中，第九二极管阴极连接热继电器辅助回路的第二号常闭触点,第九二极管阳极连接第四三极管集电极，第四三极管基极接第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端连接第一三极管集电极,第四三极管发射极连接24V电源，第一三极管发射极接地；第一三极管的基极连接第三级手动启动电路的第二继电器的第三脚；第十三电阻的一端接热继电器辅助回路的第一号常闭触点；第十三电阻的另一端、第十四电阻的一端及第十稳压管阴极三处共同连接至第二集成电路同或门的第一脚，第十四电阻的另一端和第十稳压管阳极接地；第二集成电路同或门的第二脚连接第四级过热报警机构的输出信号端；第二集成电路同或门的第三脚输出端分别连接主控板的热继电器故障报警信号输入端、第二级接触器低压控制电路的第十一二极管阳极。

3.根据权利要求2所述的制动器电机监控与在线实时诊断故障装置，其特征在于，主控板与上位机连接。