CN212965836U - 传动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种传动控制系统，通过利用电流源驱动磁滞负载，使得磁滞负载输出与转动方向相反的预设转矩，以模拟翻卸过程中物料对翻车机造成的运行阻力，磁滞负载的轴向两端分别连接有第一驱动装置和第二驱动装置，以模拟翻车机的动力系统，为磁滞负载提供驱动力，利用该传动控制系统进行试验可模拟控制翻车机工作过程中的工况条件，进而实现基于该传动控制系统对新技术、新装置进行先行研究及调试。

Description

传动控制系统

技术领域

本实用新型涉及电气传动技术领域，特别是涉及一种传动控制系统。

背景技术

翻车机卸车系统是一种专业化的散状物料卸料系统,它用于火车装载的散状物料的翻卸。翻车机卸煤系统卸车效率高,对车辆损伤少,且能改善值班人员的工作环境和便于实现机械的自动化控制。随着智慧港口建设的逐步展开和深入，技术革新速度越来越快，大型机械设备的无人化、智能化改造日益迫切。

为进行设备改造，需要进行大量试验。然而由于现场翻车机系统工况复杂，不易调试，不利于进行试验研究。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种用于模拟翻车机系统的传动控制系统，以解决背景技术中的问题。

一种传动控制系统，包括：

电流源；

磁滞负载，与所述电流源连接，用于在所述电流源的驱动下输出与转动方向相反的预设转矩；

第一驱动装置和第二驱动装置，分别连接于所述磁滞负载的轴向两端,用于共同生成驱动力以平衡所述预设转矩，并驱动所述磁滞负载以预设转速转动。

在一个实施例中，所述第一驱动装置包括：

第一电机，与所述磁滞负载连接；

第一测速组件，与所述第一电机连接，用于测量所述第一电机的转速信息；

第一变频器，分别与所述第一电机和所述第一测速组件连接，用于接收所述转速信息，并根据所述转速信息控制所述第一电机带动所述磁滞负载以预设转速转动。

在一个实施例中，所述第一变频器还用于输出用以驱动所述第一电机的转矩信息，所述第二驱动装置包括第二变频器和第二电机，所述第二电机与所述磁滞负载连接；

所述第二变频器分别与所述第一变频器、第二电机连接，用于根据所述转矩信息控制所述第二电机带动所述磁滞负载以预设转速转动。

在一个实施例中，所述第二驱动装置还包括：

第二测速组件，分别与所述第二变频器和所述第二电机连接，用于测量所述第二电机的转速并传输至所述第二变频器；

所述第二变频器还用于根据所述第二电机的转速开启超速保护。

在一个实施例中，所述第二测速组件包括：

联轴器，设置在所述磁滞负载和所述第二电机之间，用于在所述第二电机的驱动下转动，以带动所述磁滞负载同步转动；

传送带，与所述联轴器传动设置，用于跟随所述联轴器转动；

测速器，与所述第二变频器连接，用于测量所述传送带的传送速度，以表征所述第二电机的转速。

在一个实施例中，所述测速器为测量轮编码器。

在一个实施例中，所述传动控制系统还包括：

控制器，与所述电流源连接，用于控制所述电流源向所述磁滞负载输出预设电流以生成所述预设转矩。

在一个实施例中，所述传动控制系统还包括：

远程站，所述控制器通过所述远程站与所述电流源建立通信连接。

在一个实施例中，所述控制器还与所述第一变频器连接，用于获取转速信息和转矩信息并进行输出，所述传动控制系统还包括：

工作站，与所述控制器连接，用于接收所述转速信息和所述转矩信息并进行显示。

在一个实施例中，所述工作站还用于扫描用户指令，并根据所述用户指令驱动所述控制器获取所述转速信息和所述转矩信息。

上述传动控制系统，通过利用电流源驱动磁滞负载，使得磁滞负载输出与转动方向相反的预设转矩，以模拟翻卸过程中物料对翻车机造成的运行阻力，磁滞负载的轴向两端分别连接有第一驱动装置和第二驱动装置，以模拟翻车机的动力系统，为磁滞负载提供驱动力，利用该传动控制系统进行试验可模拟控制翻车机工作过程中的工况条件，进而实现基于该传动控制系统对新技术、新装置进行先行研究及调试。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中传动控制系统的结构框图；

图2为另一实施例中传动控制系统的结构框图；

图3为另一实施例中传动控制系统的结构框图；

图4为另一实施例中传动控制系统的结构框图；

图5为另一实施例中传动控制系统的结构框图；

图6为另一实施例中传动控制系统的结构框图；

图7为另一实施例中传动控制系统的结构框图；

图8为另一实施例中传动控制系统的结构框图；

图9为另一实施例中传动控制系统的结构框图。

附图标记说明：

100电流源；200磁滞负载；300第一驱动装置；400第二驱动装置；301第一电机；302第一测速组件；303第一变频器；401第二电机；402第二测速组件；403第二变频器；500控制器；600远程站；700工作站。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一驱动装置称为第二驱动装置，且类似地，可将第二驱动装置称为第一驱动装置。第一驱动装置和第二驱动装置两者都是驱动装置，但其不是同一驱动装置。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1为一实施例中传动控制系统的结构框图，如图1所示，该传动控制系统包括电流源100、磁滞负载200、第一驱动装置300和第二驱动装置400。

电流源100用于输出稳定电流，磁滞负载200与电流源100连接，用于在电流源100的驱动下输出与转动方向相反的预设转矩。磁滞负载200可例如为磁滞制动器，基于磁滞原理，通过控制输入的电流，可以使磁滞负载200产生一定的扭矩，从而模拟翻卸过程中物料对翻车机造成的运行阻力。可以理解，磁滞负载200与电流源100之间为电连接。

第一驱动装置300和第二驱动装置400，分别连接于磁滞负载200的轴向两端,用于共同生成驱动力以平衡预设转矩，并驱动磁滞负载200以预设转速转动。

可以理解，第一驱动装置300和第二驱动装置400分别与磁滞负载200机械连接，以共同驱动磁滞负载200转动，在磁滞负载200转动过程中，电流源100输出的电流会使得磁滞负载200产生与转动方向相反的预设转矩，由此对第一驱动装置300和第二驱动装置400造成运行阻力，因此第一驱动装置300和第二驱动装置400在驱动磁滞负载200转动过程中，需要产生驱动力来平衡磁滞负载200产生的预设转矩，同时驱动磁滞负载200以预设转速转动。

在一个实施例中，可设置第一驱动装置300和第二驱动装置400为转速控制，即分别控制第一驱动装置300和第二驱动装置400以相同的转速带动磁滞负载200转动；在另一实施例中，第一驱动装置300和第二驱动装置400可彼此电连接，以主从控制的方式带动磁滞负载200转动。

本实用新型实施例中的传动控制系统，通过利用电流源100驱动磁滞负载200，使得磁滞负载200输出与转动方向相反的预设转矩，以模拟翻卸过程中物料对翻车机造成的运行阻力，磁滞负载200的轴向两端分别连接有第一驱动装置300和第二驱动装置400，以模拟翻车机的动力系统，为磁滞负载200提供驱动力，利用该传动控制系统进行试验可模拟控制翻车机工作过程中的工况条件，进而实现基于该传动控制系统对新技术、新装置进行先行研究及调试。

图2为另一实施例中传动控制系统的结构框图，与图实施例相比，图2实施例中的第一驱动装置300包括第一电机301、第一测速组件302和第一变频器303。

其中第一电机301与磁滞负载200连接，第一测速组件302与第一电机301连接，用于测量第一电机301的转速信息；第一变频器303分别与第一电机301和第一测速组件302连接，用于接收转速信息，并根据转速信息控制第一电机301带动磁滞负载200以预设转速转动。

可以理解，第一电机301与磁滞负载200机械连接，用于带动磁滞负载200同步转动。第一电机301、第一测速组件302和第一变频器303形成闭环控制，在第一电机301带动磁滞负载200同步转动过程中，第一测速组件302会测量第一电机301的转速，并反馈至第一变频器303，其中，第一测速组件302可为编码器。第一变频器303事先设定有预设转速，根据反馈的第一电机301的转速和预设转速，第一变频器303不断调节输出电压和输出频率，从而调整第一电机301的转速，使第一电机301的转速逐渐接近预设转速。

本实用新型实施例中的第一驱动装置300包括第一电机301、第一测速组件302和第一变频器303，该第一电机301、第一测速组件302和第一变频器303形成闭环控制，通过第一测速组件302对第一电机301的转速进行反馈，从而实现由第一变频器303对第一电机301的转速进行反馈调节，提高了第一电机301转速的精确度，使得第一电机301达到预设转速。由于第一电机301与磁滞负载200连接，从而在第一电机301转动的同时，磁滞负载200也会跟随第一电机301同步运动以达到预设转速,从而对现实场景中翻车机的工作状态进行模拟。

图3为另一实施例中传动控制系统的结构框图，与图2实施例相比，图3实施例中的第一驱动装置300和第二驱动装置400彼此连接，以实现主从控制。具体的，如图3所示，第一变频器303还用于输出第一电机301的转矩信息，第二驱动装置400包括第二变频器403和第二电机401，第二电机401与磁滞负载200连接；第二变频器403分别与第一变频器303、第二电机401连接，用于根据转矩信息控制第二电机401带动磁滞负载200以预设转速转动。

可以理解，在磁滞负载200、第一驱动装置300和第二驱动装置400之间的连接关系为刚性连接时，通常采用主从控制的方式进行驱动，即第一驱动装置300以转速进行驱动，而第二驱动装置400以转矩进行驱动，从而实现转矩跟随。具体的，第一变频器303控制第一电机301以预设转速转动，同时，第一变频器303将用以驱动第一电机301的转矩信息传输至第二变频器403，第二变频器403根据该转矩信息控制第二电机401转动，实现对第一电机301的转矩跟随，如此则可以使第一电机301和第二电机401之间平均分配磁滞负载200的预设转矩，并由机械结构保证转速同步。由于每台电机分别由单独的变频器控制，保证了各电动机承担的负载分配合理，防止出现分配转矩严重不平衡，导致装置损坏的发生。

本实用新型实施例中的第二驱动装置400包括第二变频器403和第二电机401，通过以主从控制的方式驱动第一电机301和第二电机401，从而使得第一电机301和第二电机401之间平均分配磁滞负载200的预设转矩，同时实现转速同步，保证了各电动机承担的负载分配合理，防止出现分配转矩严重不平衡。

在一个实施例中，第二驱动装置400还包括第二测速组件402，如图3所示，该第二测速组件402分别第二变频器403和第二电机401连接，用于测量第二电机401的转速；第二变频器403还用于根据第二电机401的转速开启超速保护。

可以理解，第二变频器403工作过程中，需要获取第二电机401的转速以保证第二电机401不超过设定的最大转速，从而保证各设备安全运作。当第二测速组件402测得的第二电机401的转速超过了设定的最大转速，则第二变频器403可开启超速保护，进行故障报错，进一步还可关闭各工作设备，以免发生安全事故。

可以理解，第二电机401与磁滞负载200刚性连接，第二测速组件402测得的转速即磁滞负载200的转速。

本实用新型实施例还设置有第二测速组件402，用于测量第二电机401的转速，并传输至第二变频器403，以保证第二变频器403正常运转，并且在第二电机401的转速超过预设转速的情况下，可开启超速保护以防止安全事故。

在一个实施例中，第二测速组件402可包括联轴器(未示出)、传送带(未示出)和测速器(未示出)。其中联轴器设置在磁滞负载200和第二电机401之间，用于在第二电机401的驱动下转动，以带动磁滞负载200同步转动；传送带，与联轴器传动设置，用于跟随联轴器转动；测速器与第二变频器403连接，用于测量传送带的传送速度，以表征第二电机401的转速。

联轴器连接在磁滞负载200和第二电机401之间，以传递第二电机401的运动，并起到负载保护的作用。并且联轴器传动设置有传送带，从而可将第二电机401的转动通过传送带体现出来，测速器测量的传送带的转速，即第二电机401的转速，在无法直接测量电机转速的情况下，通过联轴器和传送带的设计，从而可得到电机的转速，方法简单且易于实施。

在一个实施例中，测速器可为测量轮编码器。测量轮编码器包括测量轮和编码器两部分，其中测量轮与传送带接触设置，在传送带传动过程中，由于摩擦力作用传送带会带动测量轮转动，从而将传送带的线性运动转换为测量轮的转动。编码器与测量轮连接，用于测量测量轮转速，以表征传送带的传送速度，测量轮编码器的安装方法简单，且测量结果准确。

本实用新型实施例通过设置联轴器来传递第二电机401的运动，并在联轴器上传动设置有传送带，以通过传送带传递出第二电机401的运动，再利用测速器来检测传送带的传动速度，以此反映第二电机401的转速，结构简单，无需直接测量电机的转速。

图4为另一实施例中传动控制系统的结构框图，与图2实施例相比，图4实施例中的传动控制系统还可包括控制器500，其中控制器500与电流源100连接，用于控制电流源100向磁滞负载200输出预设电流以生成预设转矩。

可以理解，电流源100输出的预设电流可通过控制器500进行控制输出，在翻车机卸料过程中，物料的重量会产生变化，因此可根据实际工况中物料翻卸过程中的重量变化规律，设置预设电流为变化值。

在一个实施例中，图4实施例中的第二驱动装置400包括第二变频器403和第二电机401，如图5所示，第二变频器403分别与第一变频器303、第二电机401连接，第一变频器303还用于输出用以驱动第一电机301的转矩信息，第二变频器403用于根据转矩信息控制第二电机401带动磁滞负载200以预设转速转动。第一变频器303和第二变频器403通过以主从控制的方式驱动第一电机301和第二电机401，从而使得第一电机301和第二电机401之间平均分配磁滞负载200的预设转矩，同时实现转速同步，保证了各电动机承担的负载分配合理，防止出现分配转矩严重不平衡。

在另一实施例中，图4实施例中的第二驱动装置400还可包括第二测速组件402，如图5所示，该第二测速组件402分别与第二变频器403和第二电机401连接，用于测量第二电机401的转速；第二变频器403还用于根据第二电机401的转速开启超速保护。

本实用新型实施例通过改变预设电流来调整磁滞负载200输出的预设转矩，从而能够更贴近实际工作场景中翻车机的工作情形，提高了传动控制系统模拟的准确性，有助于进一步进行翻车机的试验研究。

图6为另一实施例中传动控制系统的结构框图，与图4实施例相比，本实施例中的传动控制系统还包括远程站600，如图6所示，其中控制器500通过远程站600与电流源100建立通信连接。

其中，控制器500可以是可编程控制器(PLC)。可以理解，控制器500可通过远程站600远程控制电流源100输出的预设电流，远程站600可用于作为双方通信的远程通信站，其分别与控制器500和电流源100连接，从而建立控制器500和电流源100之间的通信。

在一实施例中，图6实施例中的第二驱动装置400包括第二变频器403和第二电机401，如图7所示，第二变频器403分别与第一变频器303、第二电机401连接，第一变频器303还用于输出用以驱动第一电机301的转矩信息，第二变频器403用于根据转矩信息控制第二电机401带动磁滞负载200以预设转速转动。此外，第二驱动装置400还可包括第二测速组件402，该第二测速组件402分别与第二变频器403和第二电机401连接，用于测量第二电机401的转速；第二变频器403还用于根据第二电机401的转速开启超速保护。

本实用新型实施例通过设置远程站600来建立控制器500与电流源100的通信连接，可以省去布线的操作，并可以避免采用实体线路传输可能产生链路故障，且不易于检测出故障点的问题。

图8为另一实施例中传动控制系统的结构框图，与图4实施例中的传动控制系统相比，本实施例中的控制器还与第一变频器连接，传动控制系统还包括工作站700，如图8所示，其中工作站700与控制器连接。

具体的，控制器500与第一变频器303连接，用于获取转速信息和转矩信息并进行输出，工作站700用于接收转速信息和转矩信息并进行显示。

其中，工作站700可包括显示器，用于显示转速信息和转矩信息，其中转速信息和转矩信息可为实时显示，以便工作人员了解传动控制系统的运转情况。在一个实施例中，工作站700还可获取控制器500输出的用以控制电流源100的预设电流，进而进行显示。在一个实施例中，工作站700可以变化曲线的形式显示转速信息、转矩信息和电流源100输出的预设电流，以便工作人员了解传动控制系统在整个工作过程中各参数的变化规律，从而进一步开展试验研究。

在一实施例中，图8实施例中的第二驱动装置400包括第二变频器403和第二电机401，如图9所示，第二变频器403分别与第一变频器303、第二电机401连接，第一变频器303还用于输出用以驱动第一电机301的转矩信息，第二变频器403用于根据转矩信息控制第二电机401带动磁滞负载200以预设转速转动。

在一实施例中，图8实施例中的第二驱动装置400还可包括第二测速组件402，如图9所示，该第二测速组件402分别与第二变频器403和第二电机401连接，用于测量第二电机401的转速；第二变频器403还用于根据第二电机401的转速开启超速保护。

在一实施例中，图8实施例中的传动控制系统还可包括控制器500和远程站600，如图9所示。其中控制器500通过远程站600与电流源100建立通信连接，以控制电流源100向磁滞负载200输出预设电流以生成预设转矩。

本实用新型实施例通过将控制器与第一变频器连接，以利用控制器通过第一变频器获取转速信息和转矩信息，同时设置工作站700来显示转速信息和转矩信息，从而为工作人员提供传动控制系统运转过程中的工作参数，实现对整个运转过程的监督，并可获得转速信息和转矩信息的参数的变化规律，从而根据参数的变化规律进一步开展试验研究。

在一个实施例中，工作站700还用于扫描用户指令，并根据用户指令驱动控制器500获取转速信息和转矩信息。

具体的，用户可向工作站700输入用户指令，工作站700在扫描到用户输入的获取转速信息和转矩信息的指令后，便驱动控制器500通过第一变频器303获取转速信息和转矩信息。其中，工作站700可包括人机交互界面，用户可通过人机交互界面输入用户指令。

本实用新型实施例通过利用工作站输入用户指令，以驱动控制器获取转速信息和转矩信息，进而由工作站进行转速信息和转矩信息的输出显示，实现了人为进行转速信息和转矩信息的获取，为进一步向工作人员提供转速信息和转矩信息奠定基础。

在一个实施例中，传动控制系统还包括鼓风机，鼓风机用于对磁滞负载200进行散热。

可以理解，磁滞负载200在输出与转动方向相反的预设转矩时会克服电机动能的并转化为热能，因此可使用鼓风机对磁滞负载200进行强制风冷散热。

在一个实施例中，传动控制系统还可包括基座，磁滞负载、第一电机和第二电机均设置在基座上以进行模块化，便于复制和推广。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种传动控制系统，其特征在于，包括：

电流源；

磁滞负载，与所述电流源连接，用于在所述电流源的驱动下、在转动的同时输出与转动方向相反的预设转矩；

第一驱动装置和第二驱动装置，分别连接于所述磁滞负载的轴向两端,用于共同生成驱动力以平衡所述预设转矩，并驱动所述磁滞负载以预设转速转动。

2.根据权利要求1所述的传动控制系统，其特征在于，所述第一驱动装置包括：

第一电机，与所述磁滞负载连接；

第一测速组件，与所述第一电机连接，用于测量所述第一电机的转速信息；

第一变频器，分别与所述第一电机和所述第一测速组件连接，用于接收所述转速信息，并根据所述转速信息控制所述第一电机带动所述磁滞负载以预设转速转动。

3.根据权利要求2所述的传动控制系统，其特征在于，所述第一变频器还用于输出用以驱动所述第一电机的转矩信息，所述第二驱动装置包括第二变频器和第二电机，所述第二电机与所述磁滞负载连接；

所述第二变频器分别与所述第一变频器、第二电机连接，用于根据所述转矩信息控制所述第二电机带动所述磁滞负载以预设转速转动。

4.根据权利要求3所述的传动控制系统，其特征在于，所述第二驱动装置还包括：

第二测速组件，分别与所述第二变频器和所述第二电机连接，用于测量所述第二电机的转速并传输至所述第二变频器；

所述第二变频器还用于根据所述第二电机的转速开启超速保护。

5.根据权利要求4所述的传动控制系统，其特征在于，所述第二测速组件包括：

联轴器，设置在所述磁滞负载和所述第二电机之间，用于在所述第二电机的驱动下转动，以带动所述磁滞负载同步转动；

传送带，与所述联轴器传动设置，用于跟随所述联轴器转动；

测速器，与所述第二变频器连接，用于测量所述传送带的传送速度，以表征所述第二电机的转速。

6.根据权利要求5所述的传动控制系统，其特征在于，所述测速器为测量轮编码器。

7.根据权利要求2所述的传动控制系统，其特征在于，所述传动控制系统还包括：

控制器，与所述电流源连接，用于控制所述电流源向所述磁滞负载输出预设电流以生成所述预设转矩。

8.根据权利要求7所述的传动控制系统，其特征在于，所述传动控制系统还包括：

远程站，所述控制器通过所述远程站与所述电流源建立通信连接。

9.根据权利要求7所述的传动控制系统，其特征在于，所述控制器还与所述第一变频器连接，用于获取转速信息和转矩信息并进行输出，所述传动控制系统还包括：

工作站，与所述控制器连接，用于接收所述转速信息和所述转矩信息并进行显示。

10.根据权利要求9所述的传动控制系统，其特征在于，

所述工作站还用于扫描用户指令，并根据所述用户指令驱动所述控制器获取所述转速信息和所述转矩信息。

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