[發明專利]一種具有多重安全保護功能的制動電機保護器及實現方法

在審

• 申請號: 202111175383.2
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113931955A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 陳德木;楊曉斌;池永為;陸建江;傅奇偉
• 申請（專利權）人: 杭州杰牌傳動科技有限公司
• 主分類號: F16D66/00
• 分類號: F16D66/00;F16D66/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明公開了一種具有多重安全保護功能的制動電機保護器，克服現有技術中制動電機整流模塊和制動線圈無狀態反饋，磨損檢測功能僅作為制動器狀態監測，不作為啟動或停止的必要條件，存在安全隱患的問題，包括電機制動器、制動保護器以及制動電源，所述制動保護器包括制動器工作條件判斷模塊、制動電源交直流轉換模塊、制動線圈診斷檢測模塊、整流電路診斷模塊、綜合狀態反饋模塊、磨損及開關狀態檢測模塊以及磨損及開關狀態判斷模塊。還提供了一種具有多重安全保護功能的制動電機保護器實現方法。將整流模塊狀態和電機制動器的磨損狀態作為安全必檢項目，并將電機制動器的磨損狀態反饋至控制系統中，便于維護人員進行精準維護。

技術領域

本發明涉及電動機保護技術領域，特別涉及了一種具有多重安全保護功能的制動電機保護器及實現方法。

背景技術

作為廣泛應用于生產活動中的動力裝置，電磁制動電機的安全運行是正常生產秩序的保障條件。制動電機多用于位能型負載，如提升機、爬坡皮帶機、起重機等。這些負載要求在設備停止時，電機制動器提供一定的保持力矩，以確保停止后不會發生墜落/溜坡等安全事故。制動電機的制動失效主要形式有兩種，一種制動整流模塊失效，一種是制動器失效（包含磨損失效和線圈失效）。但實際應用中制動電機的整流模塊是否正常以及制動器磨損狀態均未納入到控制系統中，這樣造成以下問題：

（1）啟動時電機得電同時，整流模塊得電，制動器打開。當整流模塊失效時制動器并未打開，而電機已經正常運行，此時電機處于堵轉或過扭矩狀態，短時間內即可造成電機燒毀情況，在實際應用過程中已經多次出現此類安全事故。當整流模塊正常但制動器摩擦片磨損異常，停止時由于摩擦片磨損超過允許值，當制動電機失電后，制動器無法提供足夠的制動力矩，造成重物墜落等安全事故。

（2）目前制動電機的制動器的維護，主要靠人工采用塞尺進行間隙檢測，無法精準實時掌握制動器磨損情況，因此存在一定的安全隱患。

（3）制動器整流模塊屬于電子產品，其工作時由于快速通斷過程會產生浪涌電壓，在電網波動，高溫等工況下，極易出現內部模塊損毀的情況。目前市場上整流模塊不具備模塊狀態反饋，因此當整流模塊出現問題時，電動機運行存在安全隱患。

（4）制動器線圈在高溫、高壓或大電流工況下出現老化、擊穿等失效形式,在實際應用過程中，為避免線圈失效，造成的安全隱患，制動線圈的狀態也需要納入檢測系統中。

中國專利局2018年12月21日公開了一種名稱為一種風力發電機組偏航制動器摩擦片磨損監測的控制方法的發明，其公開號為CN109058334A。該發明采用如下技術方案：步驟1：先設定偏航摩擦片的摩擦材料報警厚度，當風力發電機組偏航后，若偏航過程中的平均偏航余壓大于等于5bar，則將該偏航角度累計至磨損角度；步驟2：至少利用磨損角度計算得出當前偏航摩擦片摩擦材料厚度；步驟3：將當前偏航摩擦片摩擦材料厚度與設定的摩擦材料報警厚度進行比較，若當前摩擦材料厚度小于等于設定值，則監測系統發出警告信號，提醒維護人員查看并更換偏航摩擦片；步驟4：偏航摩擦片更換完畢后，重置系統的總偏航角度，從而實現對新偏航制動器摩擦片磨損監測的控制。但該發明制動電機整流模塊和制動線圈無狀態反饋，磨損檢測功能僅作為制動器狀態監測，僅用于日常設備維護的提示，不作為啟動或停止的必要條件，存在安全隱患。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的問題，提供了一種具有多重安全保護功能的制動電機保護器及實現方法，將整流模塊狀態和電機制動器的磨損狀態作為安全必檢項目，并將其納入到控制系統中，為電動機安全運行提供了安全保障，并將電機制動器的磨損狀態反饋至控制系統中，便于維護人員掌握制動器的實時狀態，進行精準維護。