本實(shí)用新型屬于集裝箱碼頭裝卸設(shè)備的電器自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集裝箱碼頭大型設(shè)備編碼器測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

龍門吊和橋吊是港口的主要設(shè)備，編碼器是龍門吊和橋吊進(jìn)行集裝箱裝卸作業(yè)時(shí)，對(duì)起升、大車、小車等電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制的必要機(jī)電自動(dòng)化反饋裝置。港機(jī)上編碼器都安裝在電動(dòng)機(jī)尾端或機(jī)械傳動(dòng)軸上，生產(chǎn)作業(yè)中常常因?yàn)楦邷鼗蛘哒饎?dòng)，發(fā)生編碼器異常的故障，有時(shí)故障呈時(shí)有時(shí)無(wú)，不易判斷。修理過(guò)程影響生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，造成船期延誤等給公司對(duì)外服務(wù)帶來(lái)負(fù)面影響。

龍門吊和橋吊編碼器使用周期受控因素較多，安裝不平整不到位、使用環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期受油污、溫度過(guò)高、機(jī)械震動(dòng)，造成使用壽命長(zhǎng)短不一，一般使用年限在3年左右，更換維護(hù)費(fèi)用大。本公司現(xiàn)有41臺(tái)新老搭配的輪胎式龍門吊和1臺(tái)換箱門機(jī)及11臺(tái)橋吊，大量的編碼器在這些港機(jī)上應(yīng)用著。而編碼器工作方式是依靠電機(jī)或機(jī)械傳動(dòng)的中心軸帶動(dòng)，來(lái)讀取測(cè)速反饋信號(hào)，形成自動(dòng)化控制。同時(shí)編碼器在工作過(guò)程中造成的故障占設(shè)備總故障的比例也居高不下，這就需要港機(jī)技術(shù)員在編碼器的測(cè)試保養(yǎng)上花更多的時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)編碼器測(cè)試維修保養(yǎng)的自動(dòng)化功能，需要一個(gè)自動(dòng)化的編碼器測(cè)試工作臺(tái)，使編碼器在真實(shí)工況運(yùn)行下測(cè)試，是這次研究的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種具有體積小、移動(dòng)方便、實(shí)時(shí)工況模擬性高、測(cè)試準(zhǔn)確性高、低成本、低功耗、低復(fù)雜度的集裝箱碼頭大型設(shè)備編碼器測(cè)試裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，包括電機(jī)、調(diào)速裝置、霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置、電源、轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕、指示燈、示波表，所述的電機(jī)的中心軸通過(guò)聯(lián)軸器與編碼器相連，電機(jī)與調(diào)速裝置間通過(guò)控制電路相連接，且該控制電路上串入有雙向可控硅；所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕與調(diào)速裝置間設(shè)有指示燈，調(diào)速裝置通入有電源；所述的霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置由霍爾速度檢測(cè)開關(guān)和速度顯示表組成，其中霍爾速度檢測(cè)開關(guān)分別與調(diào)速裝置和電機(jī)相連接，速度顯示表與霍爾速度檢測(cè)開關(guān)相連接；所述的編碼器與示波表相連。

作為優(yōu)選，所述的電源分為主工作電源和副工作電源，該主工作電源為電機(jī)和編碼器提供電源，副工作電源為調(diào)速裝置、霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置及示波表提供電源。

作為優(yōu)選，所述的指示燈上分別設(shè)置有電源指示、電機(jī)正轉(zhuǎn)指示、電機(jī)反轉(zhuǎn)指示。

作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕上分別設(shè)置有正反轉(zhuǎn)調(diào)換按鈕、速度調(diào)整按鈕、電源開關(guān)按鈕。

本實(shí)用新型的有益效果為：港機(jī)編碼器應(yīng)用量大，測(cè)試工作臺(tái)功能主要解決測(cè)試維保編碼器，具有體積小、移動(dòng)方便、實(shí)時(shí)工況模擬性高、測(cè)試準(zhǔn)確性高、低成本、低功耗、低復(fù)雜度的特點(diǎn)，對(duì)編碼器維保修理檢測(cè)工作帶來(lái)極大便利，使電器技術(shù)人員有個(gè)順手的實(shí)用型測(cè)試裝備，使技術(shù)人員少走維修彎路，讓編碼器得到充分利用，促進(jìn)提前維護(hù)保養(yǎng)思路，杜絕或降低編碼器購(gòu)置成本，避免因編碼器故障帶來(lái)的影響生產(chǎn)作業(yè)情況；另外，本編碼器測(cè)試工作臺(tái)，還可拓展應(yīng)用到其它行業(yè)上的編碼器測(cè)試維保工作。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的編碼器測(cè)試裝置方框示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的編碼器測(cè)試裝置電路原理圖。

圖3是本實(shí)用新型的編碼器測(cè)試裝置示意圖。

附圖中的標(biāo)號(hào)分別為：1、電機(jī)；2、調(diào)速裝置；3、霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置；4、電源；5、轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕；6、指示燈；7、示波表；8、編碼器；9、控制電路；31、霍爾速度檢測(cè)開關(guān)；32、速度顯示表。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的介紹：如附圖1至3所示，本實(shí)用新型包括電機(jī)1、調(diào)速裝置2、霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置3、電源4、轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕5、指示燈6、示波表7，所述的電機(jī)1的中心軸通過(guò)聯(lián)軸器與編碼器8相連，電機(jī)1與調(diào)速裝置2間通過(guò)控制電路9相連接，且該控制電路9上串入有雙向可控硅；所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕5與調(diào)速裝置2間設(shè)有指示燈6，調(diào)速裝置2通入有電源4；所述的霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置3由霍爾速度檢測(cè)開關(guān)31和速度顯示表32組成，其中霍爾速度檢測(cè)開關(guān)31分別與調(diào)速裝置2和電機(jī)1相連接，速度顯示表32與霍爾速度檢測(cè)開關(guān)31相連接；所述的編碼器8與示波表7相連。

所述的電源4分為主工作電源和副工作電源，該主工作電源為電機(jī)1和編碼器8提供電源，副工作電源為調(diào)速裝置2、霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置3及示波表7提供電源。

本實(shí)用新型的電機(jī)1采用齒輪減速電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)，其主要的參數(shù)：

電機(jī)額定功率40W，額定電流為0.35A，啟動(dòng)電容為2.5uf/450V，頻率:50HZ，輸入電壓：AC220V，額定轉(zhuǎn)速1300r/min。

針對(duì)拖動(dòng)編碼器具體的需求，我們選擇了51K40GN-CR齒輪減速電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)，其搭配通用小型螺旋齒輪使用，可以緩沖啟動(dòng)時(shí)的沖擊，達(dá)到易調(diào)速控制特點(diǎn)，且穩(wěn)定性好。

正反轉(zhuǎn)切換主要用途是改變測(cè)試工作臺(tái)電機(jī)運(yùn)行旋轉(zhuǎn)方向，即編碼器8的旋轉(zhuǎn)方向，來(lái)反映生產(chǎn)作業(yè)時(shí)的實(shí)際運(yùn)行工況。用轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕5改變電機(jī)運(yùn)行方向，以達(dá)到編碼器8旋轉(zhuǎn)方向的改變。

另外，在此基礎(chǔ)上加上LED識(shí)別的指示燈6，紅色代表電源指示，綠色代表電機(jī)正轉(zhuǎn)指示，黃色代表電機(jī)反轉(zhuǎn)指示，使各狀態(tài)一目了然。

調(diào)速裝置2的原理與作用：

本調(diào)速裝置原理：調(diào)速裝置2內(nèi)的單相交流電機(jī)調(diào)速器的工作原理是在電機(jī)1的控制電路9中串入雙向可控硅，通過(guò)積分器與轉(zhuǎn)速給定信號(hào)比較，其誤差放大后和過(guò)零觸發(fā)信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)移相觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)電壓自動(dòng)調(diào)整從而使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在給定值，控制雙向可控硅的導(dǎo)通角從而控制電機(jī)1的端電壓。需要改變轉(zhuǎn)向時(shí),只需將電機(jī)1正反轉(zhuǎn)接頭對(duì)換即可；該控制電路9是帶反饋可控硅調(diào)壓電路。

本調(diào)速裝置2采用AC220V供電，頻率50HZ，最大電流5A，可帶動(dòng)電機(jī)功率為6-140W，調(diào)速反應(yīng)靈敏度0.5％，通過(guò)雙向SCR，改變其導(dǎo)通角來(lái)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，可完全適應(yīng)測(cè)試工作臺(tái)電機(jī)1調(diào)速拖動(dòng)編碼器8。

霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置構(gòu)成及選型

霍爾測(cè)速數(shù)顯裝置工作原理：有兩部分組成，霍爾速度檢測(cè)開關(guān)31和速度顯示表32。霍爾速度檢測(cè)開關(guān)31是由是一種利用霍爾效應(yīng)的磁感應(yīng)式電子開關(guān)，屬于有源磁電轉(zhuǎn)換器件。當(dāng)霍爾感應(yīng)頭與磁鐵處于垂直狀態(tài)，兩端產(chǎn)生電位差，將這個(gè)信號(hào)傳給速度顯示表32并計(jì)數(shù)1，在一分鐘內(nèi)，如此反復(fù)，就完成了轉(zhuǎn)速測(cè)量工作。

速度顯示表32的測(cè)速范圍：9999-3.8轉(zhuǎn)/分鐘，輸入電源：DC8-24V或AC6-18V，輸出電流：20MA供傳感器用，4位LED顯示，采用低速測(cè)周期，高速測(cè)頻率，通過(guò)算法使整個(gè)測(cè)量范圍保持高精度，能瞬時(shí)反映轉(zhuǎn)速，如停機(jī)時(shí)能立即顯示零，并使顯示數(shù)據(jù)不閃爍。采用精密的電壓基準(zhǔn)源，溫度系數(shù)小，采用光耦隔離，數(shù)字濾波，抗干擾性能好，工作穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于測(cè)速，故選擇此款。

測(cè)試裝置的電源解決方案

主工作電源AC220V解決方案：采用安全隔離變壓器，使測(cè)試臺(tái)與市電安全隔離，同時(shí)又可預(yù)防電源諧波干擾，防止影響編碼器8的測(cè)試精度。由此，既可實(shí)現(xiàn)提高測(cè)試精度又能確保人員的安全。

副工作電源解決方案：采用變壓器降壓，經(jīng)橋式整流濾波穩(wěn)壓后，產(chǎn)生DC12V的穩(wěn)定電壓，此電壓完全可滿足調(diào)速控制、速度顯示表32的供電要求。

港機(jī)編碼器測(cè)試裝置運(yùn)行過(guò)程

港機(jī)編碼器測(cè)試臺(tái)控制流程：測(cè)試臺(tái)接通電源4，按需選擇正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕5，使正反轉(zhuǎn)控制命令切換到電機(jī)1，相應(yīng)指示燈6點(diǎn)亮；通過(guò)調(diào)速裝置2控制電機(jī)1的速度，同時(shí)霍爾速度檢測(cè)開關(guān)31內(nèi)的霍爾傳感器檢測(cè)到電機(jī)1的速度，使電機(jī)1轉(zhuǎn)速反應(yīng)在速度顯示表32上。此速度也就是編碼器8實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向，能較好的反應(yīng)機(jī)上實(shí)時(shí)運(yùn)行速度的狀態(tài)。

測(cè)試工作臺(tái)上的編碼器8的緩沖聯(lián)軸器

本實(shí)用新型為了適應(yīng)編碼測(cè)試應(yīng)用，開發(fā)了同港機(jī)上相同的編碼器8連接電機(jī)1中心軸的聯(lián)軸器，聯(lián)軸器主要數(shù)據(jù)是根據(jù)編碼器中心軸的長(zhǎng)度，兩邊孔徑，緊固的特點(diǎn)，使測(cè)試臺(tái)能與各種品牌的編碼器進(jìn)行連接測(cè)試。

本測(cè)試裝置可配合示波表7測(cè)波形

本實(shí)用新型依據(jù)港機(jī)實(shí)時(shí)工況進(jìn)行運(yùn)行，編碼器8是以波形正常與否為依據(jù)。所以結(jié)合示波表7對(duì)編碼器8輸出波形進(jìn)行直觀觀察，通過(guò)測(cè)量跟蹤，讓有故障的編碼器8暴露出來(lái)，另外對(duì)時(shí)有時(shí)無(wú)的隱蔽性故障編碼器，進(jìn)行故障跟蹤，直至修復(fù)。

另外，本實(shí)用新型可與任何示波表匹配測(cè)量，不受測(cè)試臺(tái)的約束。

本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，不論在其形狀或材料構(gòu)成上作任何變化，凡是采用本實(shí)用新型所提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都是本實(shí)用新型的一種變形，均應(yīng)認(rèn)為在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。