CN217282776U - 一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统 - Google Patents

Abstract

一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，通过故障检测电路判断主变频器的运行是否发生了故障，若主变频器故障，则微控制器与故障检测电路连接的输入引脚将会是低电平，此时微控制器将导通切换控制电路，完成主、从变频器的切换；另外，通过将电源电路能够将380V的三相电源分别转化为不同电压值的电源，从而为不同的电器部件提供其所需的电力。

Description

一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统

技术领域

本实用新型涉及起重机电气控制技术领域，尤其是涉及一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统。

背景技术

公知的，起重机是一种特种作业设备，其多用于工业领域的物料搬运，且工作运行十分频繁，因此，为了使起重机的启动或换挡更为平缓，现有起重机的运行控制方法多采用变频器控制；而起重机控制电路中一般设置两台变频器，一台为主变频器，负责起重机的日常运行，另一台作为从变频器，当主变频器发生故障时，切换至从变频器工作，从而保证起重机的正常工作；

但在主变频器发生故障时，传统方法多采用单刀双掷开关实现主从变频器间的切换，在需要切换变频器时，操作员需到电气房或起重机桥架上的控制柜内，通过操作单刀双掷开关来实现主变频器和从变频器间的工作切换，但对于大吨位起重机来说，单刀双掷开关体型较大，人工操作较为不便，且起重机操作为高空作业，操作员通过人为控制存在安全隐患，同时影响起重机作业效率；

因此，综上所述，目前市场上需要一种方便快捷、安全、有效、可靠实现变频器切换的控制系统。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，包含电机主电路、电源电路、故障检测电路、微控制器和切换控制电路；

所述电机主电路包含断路器、主变频器、从变频器和电机，断路器的输入端与380V的三相电源相连，断路器的输出端分别与主变频器和从变频器的电力输入端，以及电源电路的电力输入端相连，主变频器和从变频器的变频输出端与电机相连，且主变频器和从变频器的故障输出端均与故障检测电路相连；

所述电源电路包含开关电源、AC/DC转换芯片和稳压降压模块，其中开关电源用于将380V的三相电源转化为220V的驱动交流电，且该驱动交流电为主变频器和从变频器的故障输出端提供电力；所述AC/DC转换芯片用于将220V的驱动交流电转化为24V直流工作电；所述稳压降压模块用于将24V直流工作电转化为5V电源；

所述故障检测电路包含故障检测继电器KM1和光耦U1，其中故障检测继电器KM1的感应线圈与主变频器和从变频器的故障输出端均相连，故障检测继电器KM1的常开触点一端与24V直流工作电相连，该常开触点的另一端通过限流电阻R1与光耦U1的第一引脚相连，光耦U1的第二引脚与24V直流工作电相连，光耦U1的第三引脚接地，光耦U1的第四引脚与微控制器的输入引脚相连，且光耦U1的第四引脚通过上拉电阻R2与5V电源相连；

所述微控制器的输出引脚与切换控制电路相连，该切换控制电路能够实现主变频器和从变频器的自动切换。

优选的，所述切换控制电路包含光耦U2、LED灯、控制继电器KM2和切换继电器KM3，其中光耦U2的第一引脚与24V直流工作电相连，光耦U2的第二引脚与微控制器的输出引脚相连，光耦U2的第三引脚通过控制继电器KM2的感应线圈与24V直流工作电相连，且控制继电器KM2的感应线圈并联设有LED灯，光耦U2的第四引脚与5V电源相连；所述切换继电器KM3的感应线圈与控制继电器KM2的常开触点串联构成切换回路，该切换回路并联位于电机主回路与电源电路之间，切换继电器KM3的第一常开触点位于从变频器的电力输入端。

优选的，所述LED灯与控制继电器KM2的感应线圈之间并联设有稳压二极管D1。

优选的，本旁路控制系统设有由声光报警器和切换继电器KM3的第二常开触点构成的报警回路，该报警回路由220V的驱动交流电提供电力。

优选的，所述稳压降压模块由开关稳压芯片及外围电路构成。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型公开的一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，通过故障检测电路判断主变频器的运行是否发生了故障，若主变频器故障，则微控制器与故障检测电路连接的输入引脚将会是低电平，此时微控制器将导通切换控制电路，完成主变频器和从变频器的切换；

另外，通过将电源电路能够将380V的三相电源分别转化为不同电压值的电源，从而为不同的电器部件提供其所需的电力。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为主电机电路的电气线路示意图；

图3为电源电路的电气线路示意图；

图4为微控制器的电气线路示意图。

图中：1、电机主电路；101、断路器；102、主变频器；103、从变频器；104、电机；2、电源电路；201、开关电源；202、AC/DC转换芯片；203、稳压降压模块；3、故障检测电路；301、故障检测继电器KM1；302、光耦U1；4、微控制器；5、切换控制电路；501、光耦U2；502、控制继电器KM2；503、LED灯；504、切换继电器KM3；505、稳压二极管D1；6、声光报警器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本实用新型的附图对应，为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：

结合附图1-4所述的一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，包含电机主电路1、电源电路2、故障检测电路3、微控制器4和切换控制电路5；

所述电机主电路1包含断路器101、主变频器102、从变频器103和电机104，断路器101的输入端与380V的三相电源相连，断路器101的输出端分别与主变频器102和从变频器103的电力输入端，以及电源电路2的电力输入端相连，断路器101用于控制电机主电路1及电源电路2的通断，也就是说在断路器101导通，即主变频器102工作的情况下，电源电路2才会开始工作，主变频器102和从变频器103的变频输出端与电机104相连，即主变频器102和从变频器103均能够控制电机104的运行，且主变频器102和从变频器103的故障输出端均与故障检测电路3相连，通过故障检测电路3能够检测出主变频器102和从变频器103的故障情况；

所述电源电路2包含开关电源201、AC/DC转换芯片202和稳压降压模块203，其中开关电源201用于将380V的三相电源转化为220V的驱动交流电，且该驱动交流电为主变频器102和从变频器103的故障输出端提供电力；所述AC/DC转换芯片202用于将220V的驱动交流电转化为24V直流工作电；所述稳压降压模块203用于将24V直流工作电转化为5V电源，即电源电路2能够为电机主电路1、故障检测电路3和切换控制电路5中不同的电器部件提供其所需的电力，使得本旁路控制系统中的电器部件不用与外部电源相连，减少本系统线路的复杂程度，特别的，所述稳压降压模块203由开关稳压芯片及外围电路构成，开关稳压芯片的结构简单且价格便宜，因此能够降低本控制系统的成本；

所述故障检测电路3包含故障检测继电器KM1301和光耦U1302，其中故障检测继电器KM1301的感应线圈与主变频器102和从变频器103的故障输出端均相连，故障检测继电器KM1301的常开触点一端与24V直流工作电相连，该常开触点的另一端通过限流电阻R1与光耦U1302的第一引脚相连，光耦U1302的第二引脚与24V直流工作电相连，光耦U1302的第三引脚接地，光耦U1302的第四引脚与微控制器4的输入引脚相连，且光耦U1302的第四引脚通过上拉电阻R2与5V电源相连，当主变频器102正常工作时，故障检测继电器KM1301的感应线圈将得电，故障检测继电器KM1301的常开触点将闭合，电信号输入到微控制器4内，能够让微控制器4更好得确定主变频器102的工作情况；当主变频器102发生故障后，故障检测继电器KM1301的感应线圈将失电，故障检测继电器KM1301的常开触点将断开，故障检测电路3也将断开，微控制器4输入引脚接收到的将是低电平，从而微控制器4判断出主变频器102故障，接下来将启动切换控制电路5工作；

所述微控制器4的输出引脚与切换控制电路5相连，该切换控制电路5能够实现主变频器102和从变频器103的自动切换；此外，所述切换控制电路5包含光耦U2501、LED灯503、控制继电器KM2502和切换继电器KM3504，其中光耦U2501的第一引脚与24V直流工作电相连，光耦U2501的第二引脚与微控制器4的输出引脚相连，光耦U2501的第三引脚通过控制继电器KM2502的感应线圈与24V直流工作电相连，且控制继电器KM2502的感应线圈并联设有LED灯503，光耦U2501的第四引脚与5V电源相连,微控制器4的输出信号能够控制继电器KM2502的感应线圈得电，从而让控制继电器KM2502的常开触点闭合，且当控制继电器KM2502的感应线圈得电时，LED灯503也将得电发光，达到提醒的目的；另外，光耦U1302和光耦U2501的作用为输入输出隔离，即使得光耦的输入和输出互不干扰，保证信号的准确性；

所述切换继电器KM3504的感应线圈与控制继电器KM2502的常开触点串联构成切换回路，该切换回路并联位于电机104主回路与电源电路2之间，切换继电器KM3504的第一常开触点位于从变频器103的电力输入端，当控制继电器KM2502的感应线圈得电后，说明主变频器102发生了故障，此时控制继电器KM2502的常开触点将闭合，从而使切换回路导通，切换继电器KM3504的第一常开触点闭合，也就实现了主变频器102到从变频器103的切换；根据需要，所述LED灯503与控制继电器KM2502的感应线圈之间并联设有稳压二极管D1505，通过稳压二极管D1505能够让控制继电器KM2502的感应线圈接收的电压更加稳定；

此外，本旁路控制系统设有由声光报警器6和切换继电器KM3504的第二常开触点构成的报警回路，该报警回路由220V的驱动交流电提供电力，当主变频器102发生故障时，由于切换控制电路5中的切换继电器KM3504的感应线圈会处于得电状态，因此切换继电器KM3504的第二常开触点也就随之闭合，从而导通了本报警回路，使声光报警器6得电工作，开始发出声音对操作员进行提醒。

本实用新型未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，其特征是：包含电机主电路（1）、电源电路（2）、故障检测电路（3）、微控制器（4）和切换控制电路（5）；

所述电机主电路（1）包含断路器（101）、主变频器（102）、从变频器（103）和电机（104），断路器（101）的输入端与380V的三相电源相连，断路器（101）的输出端分别与主变频器（102）和从变频器（103）的电力输入端，以及电源电路（2）的电力输入端相连，主变频器（102）和从变频器（103）的变频输出端与电机（104）相连，且主变频器（102）和从变频器（103）的故障输出端均与故障检测电路（3）相连；

所述电源电路（2）包含开关电源（201）、AC/DC转换芯片（202）和稳压降压模块（203），其中开关电源（201）用于将380V的三相电源转化为220V的驱动交流电，且该驱动交流电为主变频器（102）和从变频器（103）的故障输出端提供电力；所述AC/DC转换芯片（202）用于将220V的驱动交流电转化为24V直流工作电；所述稳压降压模块（203）用于将24V直流工作电转化为5V电源；

所述故障检测电路（3）包含故障检测继电器KM1（301）和光耦U1（302），其中故障检测继电器KM1（301）的感应线圈与主变频器（102）和从变频器（103）的故障输出端均相连，故障检测继电器KM1（301）的常开触点一端与24V直流工作电相连，该常开触点的另一端通过限流电阻R1与光耦U1（302）的第一引脚相连，光耦U1（302）的第二引脚与24V直流工作电相连，光耦U1（302）的第三引脚接地，光耦U1（302）的第四引脚与微控制器（4）的输入引脚相连，且光耦U1（302）的第四引脚通过上拉电阻R2与5V电源相连；

所述微控制器（4）的输出引脚与切换控制电路（5）相连，该切换控制电路（5）能够实现主变频器（102）和从变频器（103）的自动切换。

2.如权利要求1所述的起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，其特征是：所述切换控制电路（5）包含光耦U2（501）、LED灯（503）、控制继电器KM2（502）和切换继电器KM3（504），其中光耦U2（501）的第一引脚与24V直流工作电相连，光耦U2（501）的第二引脚与微控制器（4）的输出引脚相连，光耦U2（501）的第三引脚通过控制继电器KM2（502）的感应线圈与24V直流工作电相连，且控制继电器KM2（502）的感应线圈并联设有LED灯（503），光耦U2（501）的第四引脚与5V电源相连；所述切换继电器KM3（504）的感应线圈与控制继电器KM2（502）的常开触点串联构成切换回路，该切换回路并联位于电机（104）主回路与电源电路（2）之间，切换继电器KM3（504）的第一常开触点位于从变频器（103）的电力输入端。

3.如权利要求2所述的起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，其特征是：所述LED灯（503）与控制继电器KM2（502）的感应线圈之间并联设有稳压二极管D1（505）。

4.如权利要求1所述的起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，其特征是：本旁路控制系统设有由声光报警器（6）和切换继电器KM3（504）的第二常开触点构成的报警回路，该报警回路由220V的驱动交流电提供电力。

5.如权利要求1所述的起重机用的变频器故障自适应旁路控制系统，其特征是：所述稳压降压模块（203）由开关稳压芯片及外围电路构成。

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