CN216215863U - 一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器 - Google Patents
一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，包括中央处理器模块、晶闸管、触发模块、电流和电压检测模块、温度检测模块、制动器控制模块，用于接收运行指令并将转化为控制指令，触发模块用于接收控制指令并控制晶闸管的导通和关断，晶闸管用于控制三相交流电动机的正反向运行和停止，电流和电压检测模块用于实时检测三相交流电动机的三相电流值和电压值，温度检测模块用于检测电动机内PTC热敏电阻阻值，制动器控制模块用于接收制动器关闭信号和断开制动器电源。本实用新型在接收到运行指令后开始输出，检测到三相交流电动机在无异常和故障情况下，制动器打开，避免了因异常情况发生导致重物高空坠落等危险情况的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制器领域，尤其涉及一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器。
背景技术
智能电动机控制器为利用可控硅的可控性而开发的可用于控制电动机的无触点开关(也称：“可控硅开关”、无触点控制器等)，现有的智能电动机控制器具备过流、过压、欠压、缺相、负载不平衡、过热检测和故障报警及调节功能，但在起重领域应用时，未明确指出制动器装置工作时间点及电流检测和电压检测等功能。尤其是应用于三相交流电动机起重机起升机构时，起重机各机构的制动器不能与电动机的连锁控制，存在安全隐患。电动机控制器导通后，制动器立即打开，若此时三相交流电动机未建立起力矩，会导致重物下滑，造成重物、设备、人员伤害。
发明内容
本实用新型提供一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，以克服起重机各机构的制动器不能与电动机的连锁控制。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，包括：中央处理器模块、晶闸管、触发模块、电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、制动器控制模块；
所述中央处理器模块输入端连接所述电压检测模块、所述电流检测模块和所述温度检测模块输出端，用于接收运行指令并将控制信号转化为控制指令，并将控制指令传输到触发模块；
所述触发模块输入端连接所述中央处理器模块输出端，用于接收控制指令并控制所述晶闸管的导通和关断；
所述晶闸管输入端连接所述触发模块输出端，所述晶闸管输出端连接外部动力输入电源和所驱动电动机电源线，用于控制三相交流电动机的正反向运行和停止；
所述电流检测模块输入端连接电流互感器，用于实时检测三相交流电动机的三相电流值，并将三相电流值传输至所述中央处理器模块；
所述电压检测模块输入端连接晶闸管，用于实时检测三相交流电动机的三相电压值，并将电压值传输至所述中央处理器模块和所述显示面板；
所述温度检测模块输入端连接所述中央处理器模块，用于检测电动机内PTC热敏电阻阻值；
所述制动器控制模块输入端连接所述中央处理器模块，所述制动器控制模块输出端连接制动器，用于接收制动器关闭信号和断开制动器电源。
进一步的，还包括显示模块，所述显示模块输出端连接所述中央处理器模块输入端，用于显示电动机三相电流值和三相电压值。
进一步的，所述中央处理器模块为PIC芯片。
进一步的，所述触发模块包括设置在触发电路板上的晶闸管电路和晶闸管。
进一步的，所述晶闸管为可控硅。
有益效果：本实用新型保证智能电动机控制器在接收到运行指令后开始输出，同时检测到三相交流电动机在无异常和故障情况下，建立起动力矩后，制动器打开。三相交流电动机在运行的过程中，智能电动机控制器实时对电动机三相电流进行检测。同时，智能电动机控制器立即断开电动机电源、制动器控制模块断开制动器电源，制动器立即闭合。该智能电动机控制器避免了因异常情况发生导致重物高空坠落，不仅提高了国家及工矿企业的生产效益，更保障了工作人员的生命安全。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型结构示意图；
其中，1、三相交流电动机，2、制动器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实施例提供了一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，如图1，其特征在于，包括：中央处理器模块、晶闸管、触发模块、电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、制动器控制模块；
所述中央处理器模块输入端连接所述电压检测模块、所述电流检测模块和所述温度检测模块输出端，用于接收运行指令并将控制信号转化为控制指令，并将控制指令传输到触发模块；其中运行指令可以为操作司机、遥控器或PLC等输出源发出的外部指令；由于本例并不对中央处理器模块将控制信号转化为控制指令进行创新的开发设计，只是借用其常用功能，因此本例不做进一步说明。
所述触发模块输入端连接所述中央处理器模块输出端，用于接收控制指令并控制所述晶闸管的导通和关断；
所述晶闸管输入端连接所述触发模块输出端，所述晶闸管输出端连接外部动力输入电源和所驱动电动机电源线，用于控制三相交流电动机的正反向运行和停止；
所述电流检测模块输入端连接电流互感器，用于实时检测三相交流电动机的三相电流值，并将三相电流值传输至所述中央处理器模块；
所述电压检测模块输入端连接晶闸管，用于实时检测三相交流电动机的三相电压值，并将电压值传输至所述中央处理器模块和所述显示面板；
所述温度检测模块输入端连接所述中央处理器模块，用于检测电动机内PTC热敏电阻阻值；
所述制动器控制模块输入端连接所述中央处理器模块，所述制动器控制模块输出端连接制动器，用于接收制动器关闭信号和断开制动器电源。
在具体实施例中，还包括显示模块，所述显示模块输出端连接所述中央处理器模块输入端，用于显示电动机三相电流值和三相电压值；具体的，显示模块为显示面板。
在具体实施例中，所述中央处理器模块为PIC芯片。
在具体实施例中，所述触发模块包括设置在触发电路板上的晶闸管电路和晶闸管。
在具体实施例中，所述晶闸管为可控硅。
在具体实施例中，所述制动器控制模块包括制动控制电路板。
在具体实施例中，中央处理器模块连接继电器驱动电路。
本实用新型保证智能电动机控制器在中央处理器模块接收到运行指令后开始输出，同时电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块检测到三相交流电动机在无异常和故障情况下，制动器控制模块建立起动力矩后，制动器打开。三相交流电动机在运行的过程中，智能电动机控制器实时对电动机三相电流进行检测，通过与预设值进行比较，与预设值不同时，判断三相交流电动机发生异常和故障。同时，智能电动机控制器立即断开电动机电源、制动器控制模块断开制动器电源，制动器立即闭合。该智能电动机控制器避免了因异常情况发生导致重物高空坠落，不仅提高了国家及工矿企业的生产效益，更保障了工作人员的生命安全。
由于本例并不对通过与预设值进行比较进而判断三相交流电动机发生异常和故障的程序进行创新的开发设计，只是借用其常用功能，因此本例不做进一步说明。
在工作状态时，智能电动机控制器通过显示面板设置运行参数，使制动器释放电流IB预设值大于零，电源信号输入、电机运行信号输入后，智能电动机控制器导通，电源信号输入到三相交流电动机，智能电动机控制器开始实时检测电动机三相电流IU、IV、IW。在一定时间(例如1s)内电动机定子三相电流IU、IV、IW均大于“制动器释放电流IB”预设值，说明电动机已建立起力矩，且无其他故障时，智能电动机控制器发出制动器打开命令，制动器打开，电动机正常运行。电源信号输入、电机运行信号输入后，若在一定时间(例如1s)内电动机定子三相电流IU、IV、IW持续小于制动器释放电流IB预设值，说明电动机未建立起力矩，智能电动机控制器不会发出制动器打开命令，制动器保持闭合状态。智能电动机控制器通过显示面板显示开闸故障，提醒检修人员排查故障。
在智能电动机控制器导通、制动器打开、电动机运行时并无异常或故障时，若接收到关闭信号，智能电动机控制器延时参数设定的“回零后抱闸时间”发出制动器闭合指令，制动器延时闭合，保证机构安全。
中央处理器模块通过电压检测模块、电流检测模块、温度检测模块实时检测三相交流电动机运行状态，判断三相交流电动机运行是否异常和故障。
在智能电动机控制器导通、制动器打开、电动机运行时，智能电动机控制器若检测到如缺相、欠流、过流、负载不平衡、过压、欠压、过热等故障时，智能电动机控制器立即报出相对应的故障并发出制动器闭合指令，制动器立即闭合，保证机构安全运行。
当电动机处于缺相保护时，U、V、W三相电流信号经过电流互感器输入到智能电动机控制器中，中央处理器模块MCU(单片机)通过将输入的电流信号与预设值进行比较、判断，对电动机进行缺相保护：即当电动机定子三相电流缺失一相或两相时，控制继电器驱动电路进行故障报警，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
当电动机欠流保护时，U、V、W三相电流信号经过电流互感器输入到智能电动机控制器中，中央处理器模块MCU(单片机)通过将输入的电流信号与预设值进行比较、判断，对电动机进行欠流保护：即当电动机运行时，检测到电动机定子电流小于预设值(电动机运行最小定子电流)，控制继电器驱动电路进行故障报警，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
当电动机过流保护时，U、V、W三相电流信号经过电流互感器输入到智能电动机控制器中，中央处理器模块MCU(单片机)通过将输入的电流信号与预设值进行比较、判断，对电动机进行过流保护：即当电动机运行时，检测到电动机定子电流超过电动机额定电流预设值时，控制继电器驱动电路进行故障报警，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
电动机过流保护同时具有反时限保护和瞬动保护两种保护功能。过流保护的反时限保护使用积分运算，通过检测的电动机电流，从而判断电动机是否发热，对电动机进行有效的平滑的安全保护。过流保护的瞬动保护及时性与安全性更高，当判断有过流情况时立即动作，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
当电动机负载不平衡保护时，U、V、W三相电流信号经过电流互感器输入到智能电动机控制器中，中央处理器模块MCU(单片机)通过将输入的电流信号与预设值进行比较、判断，对电动机进行负载不平衡保护：即当电动机运行时，检测到电动机定子三相电流差在超出预设的范围-“最大相电流差”，并且作用时间超出预设时间-“不平衡最大时间”后，控制继电器驱动电路进行故障报警，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
当电动机过压保护时，U、V、W三相电压信号经过电压检测电路输入到智能电动机控制器中，中央处理器模块MCU(单片机)通过将输入的电压信号与预设值进行比较、判断，对电动机进行过压保护：即当电动机运行时，检测到电动机定子三相电压超过电动机额定电压上限预设值时，控制继电器驱动电路进行故障报警，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
当电动机欠压保护时，U、V、W三相电压信号经过电压检测电路输入到智能电动机控制器中，中央处理器模块MCU(单片机)通过将输入的电压信号与预设值进行比较、判断，对电动机进行欠压保护：即当电动机运行时，检测到电动机定子三相电压低于电动机额定电压下限预设值(电动机运行最小定子电压)，控制继电器驱动电路进行故障报警，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
当电动机过热保护时，中央处理器模块MCU(单片机)通过检测PTC热敏电阻检测电路传回的温度信号，检测电动机温度，计算电动机的累积发热情况，将计算值与预设值进行比较、判断，从而对电动机进行过热保护：即当检测到PTC参数变化时，控制继电器驱动电路进行故障报警，晶闸管断开电动机电源，制动器控制模块断开制动器电源，制动器闭合，保证机构安全。
该智能电动机控制器应用环境广泛，基本应用条件如下：
①电动机：S3，S4工作制的YZ系列鼠笼式电动机、YZR系列绕线式电动机；
②操作环境温度：-20℃～+60℃；
③工作制：可以满足电动机S3，S4工作制；
④相对湿度：＜95％，无冷凝；
⑤工作电源：AC220V(-15％～+10％)。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (5)
1.一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，其特征在于，包括：中央处理器模块、晶闸管、触发模块、电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、制动器控制模块；
所述中央处理器模块输入端连接所述电压检测模块、所述电流检测模块和所述温度检测模块输出端，用于接收运行指令并将控制信号转化为控制指令，并将控制指令传输到触发模块；
所述触发模块输入端连接所述中央处理器模块输出端，用于接收控制指令并控制所述晶闸管的导通和关断；
所述晶闸管输入端连接所述触发模块输出端，所述晶闸管输出端连接外部动力输入电源和所驱动电动机电源线，用于控制三相交流电动机的正反向运行和停止；
所述电流检测模块输入端连接电流互感器，用于实时检测三相交流电动机的三相电流值，并将三相电流值传输至所述中央处理器模块；
所述电压检测模块输入端连接晶闸管，用于实时检测三相交流电动机的三相电压值，并将电压值传输至所述中央处理器模块和外部显示面板；
所述温度检测模块输入端连接所述中央处理器模块，用于检测电动机内PTC热敏电阻阻值；
所述制动器控制模块输入端连接所述中央处理器模块，所述制动器控制模块输出端连接制动器，用于接收制动器关闭信号和断开制动器电源。
2.如权利要求1所述的一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块输出端连接所述中央处理器模块输入端，用于显示电动机三相电流值和三相电压值。
3.如权利要求1所述的一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，其特征在于：所述中央处理器模块为PIC芯片。
4.如权利要求2所述的一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，其特征在于：所述触发模块包括设置在触发电路板上的晶闸管电路和晶闸管。
5.如权利要求4所述的一种具有制动器安全控制功能的智能电动机控制器，其特征在于：所述晶闸管为可控硅。
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