[發明專利]一種起重機電機力矩保護裝置及其監測控制方法

有效

• 申請號: 200910013358.7
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101997300A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 劉治勇;唐儒兵;董武家;黃寶新;梁宏麗;王琳;王洪斌
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;G05B19/042
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于電氣設備領域，尤其涉及一種用于起重機電機力矩的保護裝置及其監測控制方法。

背景技術

現有的電機力矩監測保護器通常是用一般電壓互感器或電流互感器進行采樣信號，采用模擬電路進行控制，這種控制方法的缺點是：模擬電路信號構建復雜，采樣信號精確度不高，其精確度僅有2V；且控制電路繁復，體積大，成本高，控制靈敏度低。因此，不時出現由于控制系統缺陷或失靈而造成重物失控的現象發生，輕則給設備和人身安全造成嚴重威脅，重則將釀成重大的設備損害和人員傷亡事故，給國家和企業造成不應有的損失。

發明內容：

本發明的目的旨在提供一種結構簡單，成本低廉，反應靈敏，安全可靠，采樣和控制精度高，能有效實時監測電機力矩，避免重物失控的保護裝置及其監測控制方法。

為此，本發明所采取的解決方案是：

一種起重機電機力矩保護裝置，由取樣電路1、放大電路2、檔位信號電路3、單片機控制電路4及輸出電路5組成；取樣電路1輸入端與霍爾電壓互感器及電流互感器相連，輸出端連接放大電路2，通過連接在單片機控制電路4上的三相放大電路2對三相取樣電路1的輸出進行放大，并輸入到單片機控制電路4的單片機IC1；檔位信號電路3連接單片機控制電路4，正反向檔位信號通過處理后進入單片機IC1；單片機控制電路4輸出端連接輸出電路5，輸出電路5將單片機IC1處理的三相電壓信號與檔位信號變成三路信號輸出：一路為故障指示，二路為故障輸出，三路為繼電器控制電路。

一種起重機電機力矩保護裝置監測控制方法，其取樣電路1通過接線端子1AB、接線端子2AB和接線端子3AB連接霍爾電壓互感器及電流互感器，采集三相電流信號，并將三相電流信號經過整流電路整流、濾波和穩壓后輸入到放大電路2；放大電路2由運算放大器通過電阻構成負反饋放大，將三相電流信號分別由弱信號放大成強信號，并將放大后的三相電流信號分別輸入單片機IC1的18腳、1腳和2腳；檔位信號電路3負責采集檔位信號，由接線端子7AB實現正反轉控制切換，經過延時電路短暫延時后，將切換信號通過單片機IC1的6腳輸入單片機IC1；單片機控制電路4為PIC16C54-10P系列，單片機IC1的4腳為上電復位電路，主要對單片機IC1內部初始化，防止內部程序出錯，單片機IC1的15、16腳為外部振蕩電路，決定單片機IC1的運行速度及輸出信號的快慢，單片機控制電路4通過單片機IC1對檔位信號或電流信號進行綜合處理，并根據處理后的信號性質，分別按三路信號輸入到輸出電路5，一路為電源指示，二路為故障指示，三路為控制信號輸出；輸出電路5分別為電源指示、故障指示和控制繼電器K1A電路，繼電器K1A的觸點控制外部電源，通過接線端子4AB、接線端子5AB和接線端子6AB進行故障控制輸出；當電機力矩沒產生或電機力矩不夠時，力矩故障輸出點控制電控系統主電源或控制電源，使電控系統停止工作。

所述的運算放大器的運算速度為0.25us，信號放大范圍為1∶4。

所述的單片機IC1的15、16腳的振動頻率為4MHz。

所述的檔位信號電路3中的延時電路延時時間為500ms。

本發明的有益效果為：

本電機力矩監測保護裝置通過霍爾電壓互感器及電流互感器取信號，通過單片機對信號進行處理，當電機力矩沒產生或電機力矩不夠時，力矩故障輸出點控制電控系統主電源或控制電源，使電控系統停止工作，從而采樣準確，其信號精度達到0.1V，控制靈敏度高，安全可靠。且結構簡單，生產成本比較低，能有效的實時監測保護電機，避免了由于控制系統缺陷或失靈而造成重物失控的現象發生，具有極其重要的社會效益和經濟價值。

附圖說明

圖1為起重機電機力矩監測保護裝置結構框圖。

圖2為起重機電機力矩監測保護裝置電路原理圖

圖中：取樣電路1、放大電路2、檔位信號電路3、單片機電路4、輸出電路5。VDD為+12V電源，GND為接地，接線端子1AB、2AB、3AB為互感器信號，接線端子4AB、5AB、6AB為控制輸出點，接線端子7AB為檔位信號。二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9，三極管Q1，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23，電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，集成塊A1A、A1B、A2A，與非門電路集成塊U1A，單片機IC1，正向開關S1、反向開關S2，晶振B，繼電器K1A、K1A的控制輸出點K1B。

具體實施方式