CN217849264U - 一种施工升降机抱闸控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种施工升降机抱闸控制系统，属于智能控制技术领域，包括380V电源、LLC谐振变换器、抱闸控制电路、LLC控制电路和MCU控制电路，所述LLC谐振变换器包括EMC电路、前级整流滤波电路、LLC谐振电路、全桥整流滤波电路，本实用新型采用的主拓扑方案为LLC谐振变换器加双路IGBT控制加输出电压电流检测的方案，LLC将交流380V的电压转换成直流195V±15V的电压，然后该电压经过控制IGBT输出给抱闸供电，整个输出回路中增加了电压检测，电流检测电路，在工作过程中可以通过MCU对抱闸逻辑的监测，对输出电压，电流的检测来判断抱闸是否存在短路，开路，过载，过流，过压，欠压，输出电压不稳定，IGBT直通等故障。

Description

一种施工升降机抱闸控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，具体是一种施工升降机抱闸控制系统。

背景技术

当前施工升降机抱闸控制系统大电路采用的是工频变压器，整流桥，接触器控制的形式，通常对于三驱电机采用的工频变压器重量，尺寸都会比较大，整个机型在物流成本上无法进一步优化，在产品的设计上，无法做到小型化，轻型化。另外该方案是开环控制，输出电压会随电网的升高而升高，降低而降低，无法对输出电压进行补偿，通常情况下抱闸的额定工作电压是DC195V，采用这种方案当电网出现波动的时候，输出电压过低，升降机在运行过程中会出现抱闸无法正常工作，抱闸失效，磨刹车的情况。这种工况会导致升降机无法正常运行，当工频变压器输出电压过高，升降机长时间运行的情况下，抱闸会出现温升过高，会有抱闸烧毁失效的风险，这是施工升降机不允许出现的工况，另外该方案没有监控输出电压，电流，接触器的动作状态，在接触器误动作时，无法有效监控抱闸状态，这时施工升降机会有下滑的风险，这是必须避免的情况，最后接触器的控制方式还存在延时较大的现象，对升降机的舒适性控制有影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种施工升降机抱闸控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种施工升降机抱闸控制系统，包括380V电源、LLC谐振变换器、抱闸控制电路、LLC控制电路和MCU控制电路，所述LLC谐振变换器包括EMC电路、前级整流滤波电路、LLC谐振电路、全桥整流滤波电路，380V电源输入EMC电路，EMC电路、前级整流滤波电路、LLC谐振电路、全桥整流滤波电路和抱闸控制电路依次连接，前级整流滤波电路、LLC谐振电路和全桥整流滤波电路均与LLC控制电路连接，抱闸控制电路还连接MCU控制电路，LLC谐振变换器将380V电源的电压转换成直流195V±15V的电压，该电压经过LLC谐振电路输出给抱闸控制电路供电，MCU控制电路通过对抱闸逻辑的监测，对输出电压、电流的检测来判断抱闸是否存在短路，开路，过载，过流，过压，欠压，输出电压不稳定，IGBT直通的故障。

作为本实用新型的进一步方案：还包括辅助电源，辅助电源分别连接前级整流滤波电路、LLC控制电路和MCU控制电路。

作为本实用新型的进一步方案：所述EMC电路包括电感L1、电容C1、电容C2和电容C3，电感L1有三路，一端分别连接380V电源的三个端口，另一端分别连接电容C1、电容C2和电容C3。

作为本实用新型的进一步方案：所述前级整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电阻R1、开关K1和电容C4，二极管D1的阳极连接二极管D4的阴极、电容C1和电感L1的第一路接口，二极管D2的阳极连接二极管D5的阴极、电容C2和电感L1的第二路接口，二极管D3的阳极连接二极管D6的阴极、电容C3和电感L1的第三路接口，二极管D1的阴极连接二极管D2的阴极、二极管D3的阴极、电阻R1和开关K1，电阻R1的另一端连接开关K1的另一端、电容C4、LCC控制电路和辅助电源，二极管D4的阳极连接二极管D5的阳极、二极管D6的阳极、电容C4的另一端和LCC控制电路。

作为本实用新型的进一步方案：所述LLC谐振部分由IGBT管Q1、IGBT管Q2、电感L2、变压器T1、电容C5和电阻R2组成，IGBT管Q1的漏极连接电阻R1和电容C4，IGBT管Q1的栅极连接LCC控制电路，IGBT管Q1的源极连接IGBT管Q2的漏极和电感L2，IGBT管Q1的源极连接电阻R2和辅助电源，电感L2的另一端连接变压器T1的初级绕组一端，变压器T1的初级绕组另一端通过电容C5连接电阻R2的另一端和LCC控制电路。

作为本实用新型的进一步方案：所述全桥整流滤波部分由二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10和电容C5组成，二极管D7的阳极连接变压器T1的次级绕组一端和二极管D9的阴极，二极管D8的阳极连接变压器T1的次级绕组另一端和二极管D10的阴极，二极管D7的阴极连接二极管D8的阴极和电容C5和LCC控制电路，二极管D9的阳极连接二极管D10的阳极和LCC控制电路。

作为本实用新型的进一步方案：所述抱闸控制电路由电感L3、二极管D11、三极管Q3、电阻RV1、二极管D12、电阻R3、三极管Q4和电容检测模块CT1组成，电感L3的一端连接二极管D11的阴极和二极管D7的阴极、电感L3的另一端连接二极管D11的阳极和三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接电阻RV1、二极管D12的阴极和控制线圈KD，三极管Q3的基极连接MCU控制电路，电阻RV1的另一端连接电阻R3、三极管Q4的集电极和控制线圈KD的另一端，三极管Q4的发射极连接电容检测模块CT1，电容检测模块CT1连接MCU控制电路，三极管Q4的基极连接MCU控制电路，控制线圈KD还连接电机M。

作为本实用新型的进一步方案：所述电阻RV1为可变电阻。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的主拓扑方案为LLC谐振变换器加双路IGBT控制加输出电压电流检测的方案，LLC将交流380V的电压转换成直流195V±15V的电压(可根据抱闸的额定电压调整输出，闭环控制)，然后该电压经过控制IGBT输出给抱闸供电，整个输出回路中增加了电压检测，电流检测电路，在工作过程中可以通过MCU对抱闸逻辑的监测，对输出电压，电流的检测来判断抱闸是否存在短路，开路，过载，过流，过压，欠压，输出电压不稳定，IGBT直通等故障。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

图2为抱闸运行逻辑流程图。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一电路实施例，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做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。

实施例1：请参阅图1和图2，一种施工升降机抱闸控制系统，包括380V电源、LLC谐振变换器、抱闸控制电路、LLC控制电路和MCU控制电路，所述LLC谐振变换器包括EMC电路、前级整流滤波电路、LLC谐振电路、全桥整流滤波电路，380V电源输入EMC电路，EMC电路、前级整流滤波电路、LLC谐振电路、全桥整流滤波电路和抱闸控制电路依次连接，前级整流滤波电路、LLC谐振电路和全桥整流滤波电路均与LLC控制电路连接，抱闸控制电路还连接MCU控制电路，LLC谐振变换器将380V电源的电压转换成直流195V±15V的电压，该电压经过LLC谐振电路输出给抱闸控制电路供电，MCU控制电路通过对抱闸逻辑的监测，对输出电压、电流的检测来判断抱闸是否存在短路，开路，过载，过流，过压，欠压，输出电压不稳定，IGBT直通的故障。还包括辅助电源，辅助电源分别连接前级整流滤波电路、LLC控制电路和MCU控制电路。

LLC谐振变换器具有效率高，体积小，功率密度大；IGBT具有控制响应迅速，可以通过软件调节控制响应时间，在舒适性上具备更大的调节空间。另外双路IGBT具有冗余措施，当其中一路出现失控，也可以通过另一路控制抱闸输出，不影响实际使用，除此外，结合输出电压电流监控，可以检测IGBT是否损坏，同时也可以监测抱闸的工作状态，防止误动作，这样能提高整个系统的可靠性，最后IGBT也具有体积小，功率密度大的特点，两个方案的结合可以在整机结构上节约成本，减小产品体积，物流运输上可以减小产品的实际重量，节约物流成本，同时提高了抱闸的可靠性。

实施例2，在实施例1的基础上，EMC电路包括电感L1、电容C1、电容C2和电容C3，电感L1有三路，一端分别连接380V电源的三个端口，另一端分别连接电容C1、电容C2和电容C3。

前级整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电阻R1、开关K1和电容C4，二极管D1的阳极连接二极管D4的阴极、电容C1和电感L1的第一路接口，二极管D2的阳极连接二极管D5的阴极、电容C2和电感L1的第二路接口，二极管D3的阳极连接二极管D6的阴极、电容C3和电感L1的第三路接口，二极管D1的阴极连接二极管D2的阴极、二极管D3的阴极、电阻R1和开关K1，电阻R1的另一端连接开关K1的另一端、电容C4、LCC控制电路和辅助电源，二极管D4的阳极连接二极管D5的阳极、二极管D6的阳极、电容C4的另一端和LCC控制电路。

LLC谐振部分由IGBT管Q1、IGBT管Q2、电感L2、变压器T1、电容C5和电阻R2组成，IGBT管Q1的漏极连接电阻R1和电容C4，IGBT管Q1的栅极连接LCC控制电路，IGBT管Q1的源极连接IGBT管Q2的漏极和电感L2，IGBT管Q1的源极连接电阻R2和辅助电源，电感L2的另一端连接变压器T1的初级绕组一端，变压器T1的初级绕组另一端通过电容C5连接电阻R2的另一端和LCC控制电路。

全桥整流滤波部分由二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10和电容C5组成，二极管D7的阳极连接变压器T1的次级绕组一端和二极管D9的阴极，二极管D8的阳极连接变压器T1的次级绕组另一端和二极管D10的阴极，二极管D7的阴极连接二极管D8的阴极和电容C5和LCC控制电路，二极管D9的阳极连接二极管D10的阳极和LCC控制电路。

抱闸控制电路由电感L3、二极管D11、三极管Q3、电阻RV1、二极管D12、电阻R3、三极管Q4和电容检测模块CT1组成，电感L3的一端连接二极管D11的阴极和二极管D7的阴极、电感L3的另一端连接二极管D11的阳极和三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接电阻RV1、二极管D12的阴极和控制线圈KD，三极管Q3的基极连接MCU控制电路，电阻RV1的另一端连接电阻R3、三极管Q4的集电极和控制线圈KD的另一端，三极管Q4的发射极连接电容检测模块CT1，电容检测模块CT1连接MCU控制电路，三极管Q4的基极连接MCU控制电路，控制线圈KD还连接电机M。

本设计的LLC谐振变换器能达到90％以上的效率，输入电压能达到AC380±60V的宽范围(单向输入，三相输入均可)，采用闭环控制，通过检测C5两端的电压，输出电压能稳定在DC200V，通过器件R2检测工作电流，能完成过载保护，过流保护，输出短路保护功能,无论从性能上还是从尺寸、重量上都能很好的替代工频变压器。

器件L3、D11在正常工作过程中，能抑制脉冲电流，在短路过程中，能抑制尖峰电流，保护后级Q3、Q4(IGBT)避免损坏。

Q3、Q4采用大容量的IGBT器件，同传统接触器比较，具有可控的延迟时间，控制响应迅速，无噪音，体积小，损耗小，寿命长等优点。

器件CT1作为抱闸电流检测器件，实时监控抱闸控制器的输出电流，相比较常规无电流检测功能的，能够有效的避免抱闸误动作，施工升降机失控的风险。

RV1、R3、D12作为抱闸续流装置，可以在抱闸断开瞬间吸收产生的尖峰，能够保护抱闸电路免收尖峰的干扰导致损坏，能提高整个系统的可靠性。

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条例的细节，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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种施工升降机抱闸控制系统，包括380V电源、LLC谐振变换器、抱闸控制电路、LLC控制电路和MCU控制电路，其特征在于，所述LLC谐振变换器包括EMC电路、前级整流滤波电路、LLC谐振电路、全桥整流滤波电路，380V电源输入EMC电路，EMC电路、前级整流滤波电路、LLC谐振电路、全桥整流滤波电路和抱闸控制电路依次连接，前级整流滤波电路、LLC谐振电路和全桥整流滤波电路均与LLC控制电路连接，抱闸控制电路还连接MCU控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种施工升降机抱闸控制系统，其特征在于，还包括辅助电源，辅助电源分别连接前级整流滤波电路、LLC控制电路和MCU控制电路。

3.根据权利要求1所述的一种施工升降机抱闸控制系统，其特征在于，所述EMC电路包括电感L1、电容C1、电容C2和电容C3，电感L1有三路，一端分别连接380V电源的三个端口，另一端分别连接电容C1、电容C2和电容C3。

4.根据权利要求3所述的一种施工升降机抱闸控制系统，其特征在于，所述前级整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电阻R1、开关K1和电容C4，二极管D1的阳极连接二极管D4的阴极、电容C1和电感L1的第一路接口，二极管D2的阳极连接二极管D5的阴极、电容C2和电感L1的第二路接口，二极管D3的阳极连接二极管D6的阴极、电容C3和电感L1的第三路接口，二极管D1的阴极连接二极管D2的阴极、二极管D3的阴极、电阻R1和开关K1，电阻R1的另一端连接开关K1的另一端、电容C4、LCC控制电路和辅助电源，二极管D4的阳极连接二极管D5的阳极、二极管D6的阳极、电容C4的另一端和LCC控制电路。

5.根据权利要求4所述的一种施工升降机抱闸控制系统，其特征在于，所述LLC谐振部分由IGBT管Q1、IGBT管Q2、电感L2、变压器T1、电容C5和电阻R2组成，IGBT管Q1的漏极连接电阻R1和电容C4，IGBT管Q1的栅极连接LCC控制电路，IGBT管Q1的源极连接IGBT管Q2的漏极和电感L2，IGBT管Q1的源极连接电阻R2和辅助电源，电感L2的另一端连接变压器T1的初级绕组一端，变压器T1的初级绕组另一端通过电容C5连接电阻R2的另一端和LCC控制电路。

6.根据权利要求5所述的一种施工升降机抱闸控制系统，其特征在于，所述全桥整流滤波部分由二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10和电容C5组成，二极管D7的阳极连接变压器T1的次级绕组一端和二极管D9的阴极，二极管D8的阳极连接变压器T1的次级绕组另一端和二极管D10的阴极，二极管D7的阴极连接二极管D8的阴极和电容C5和LCC控制电路，二极管D9的阳极连接二极管D10的阳极和LCC控制电路。

7.根据权利要求6所述的一种施工升降机抱闸控制系统，其特征在于，所述抱闸控制电路由电感L3、二极管D11、三极管Q3、电阻RV1、二极管D12、电阻R3、三极管Q4和电容检测模块CT1组成，电感L3的一端连接二极管D11的阴极和二极管D7的阴极、电感L3的另一端连接二极管D11的阳极和三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接电阻RV1、二极管D12的阴极和控制线圈KD，三极管Q3的基极连接MCU控制电路，电阻RV1的另一端连接电阻R3、三极管Q4的集电极和控制线圈KD的另一端，三极管Q4的发射极连接电容检测模块CT1，电容检测模块CT1连接MCU控制电路，三极管Q4的基极连接MCU控制电路，控制线圈KD还连接电机M。

8.根据权利要求7所述的一种施工升降机抱闸控制系统，其特征在于，所述电阻RV1为可变电阻。

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