專利名稱：起重機回轉(zhuǎn)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特種電機調(diào)壓調(diào)速控制， 一種起重機的回轉(zhuǎn)控制裝置。
背景技術(shù)：
當前我國在起重機的回轉(zhuǎn)控制領(lǐng)域多采取分檔的串聯(lián)不同電阻的降壓技術(shù)來控制起重機的回轉(zhuǎn)臂的啟動行走和停止，該技術(shù)運行不平穩(wěn)，體積大，并不能有效而準確的控制起重機的回轉(zhuǎn)力度和角度；雖然也有變頻器控制技術(shù)在應用，但成本高，并且渦流還需另外的裝置控制，效果并不十分理想；而是否能夠有一種質(zhì)量優(yōu)秀、比較便宜且運行平穩(wěn)的控制裝置是一個亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提供一種起重機回轉(zhuǎn)控制器，其目的是解決以往的分檔的串聯(lián)控制器體積大、運行不平穩(wěn)的問題和以往的變頻器控制技術(shù)成本高，效果不好的問題。
技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述起重機回轉(zhuǎn)控制器包括中央控制電路、電源電路、操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路、同步信號采集電路和參數(shù)設定儀；所述操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路、同步信號采集電路和參數(shù)設定儀均與中央控制電路連接；所述電源電路與中央控制電路、操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路和同步信號采集電路連接。
所述可控硅驅(qū)動電路為七個。
所述中央控制電路包括單片機、 一個渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路、六個可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路和一個脈沖振蕩波產(chǎn)生電路；所述渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路和
可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路的其中一個輸入端分別與單片機的引腳連接，另一個
輸入端接至脈沖振蕩波產(chǎn)生電路的輸出端；所述渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路和可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接至可控硅驅(qū)動電路上的輸入端；在戶萬述單片機上還連接有三個單刀雙擲開關(guān)，每個單刀雙擲開關(guān)分別連接至單片+幾的一個引腳。
所述操作命令采集電路包括操作電位器和電壓跟隨器；所述電壓足艮隨器分為上電壓跟隨器、中電壓跟隨器和下電壓跟隨器；所述上電壓跟隨器通過端口連接至操作電位器的上端，所述中電壓跟隨器通過端口連接至操作電{立器的活動端，操作電位器的下端通過端口連接至地電位，所述下電壓跟隨器通過端口固定連接在操作電位器的中間位置；所述中電壓跟隨器通過端口連接至中央控制電路；所述上電壓跟隨器與中電壓跟隨器之間還連接有電阻；所述中電壓跟隨器與操作電位器的接地端之間也連接有電阻。
所述同步信號采集電路中包括三相交流同步采集電路和渦流同步采集電路；所述三相交流同步采集電路包括三相電源、三個光電耦合器和三個運算放大器；所述三個光電耦合器分別為上光電耦合器、中光電耦合器和下光電耦合器；所述三相電源分別經(jīng)三個功率電阻接到三個光電耦合器的發(fā)光二極管正極，另外，每個發(fā)光二極管還反向并聯(lián)一個保證反向電流也能通過的二極管，這三個耦合器的發(fā)光二極管負極接在一起形成三相星型接法；所述三個光電耦合器的輸出端分別接入三個運算放大器的同相輸入端，三個運算放大器的反相輸入端接固定電位，三個運算放大器的輸出端接入中央控制電路；所述渦流同步采集電路包括上光電耦合器、下光電耦合器；所述上光電耦合器的二極管正極與下光電耦合器二極管的負極連接后通過電阻接入上信號端口，下光電耦合器二極管的正極與上光電耦合器的二極管負極連接后接至下信號端口 ；所述上光電耦合器和下光電耦合器的輸出端并連后接到運算放大器的同相輸入端，從而形成當上、下端口的信號強度相等時都有脈沖輸出的電路，而該運算放大器的反向輸入端接入固定電位。
所述可控硅驅(qū)動電路中電源通過第一電阻、第一電容連向第一三極管的基極，形成了由電源經(jīng)第一電阻和第一電容控制第一三極管的導通回路；而第二三極管的集電極連向第一電阻和第一電容的交點處；上信號端經(jīng)過第二電阻連接至第二三極管的基極，形成控制第二三極管導通與否的回路，進而也形成第
二三極管控制第一三極管是否導通的回路；下信號端經(jīng)過第三電阻接向第三三 極管的基極，形成控制第三三極管導通與否的電路；第一三極管的集電極與第 三三極管的集電極連接后直接接入脈沖變壓器的原邊下端；脈沖變壓器原邊的 下端同時連向第一二極管后經(jīng)過所有可控硅驅(qū)動電路的公共點連向公共的穩(wěn) 壓管的負極，穩(wěn)壓管的正極同時連向脈沖變壓器原邊的上端和電源；脈沖變壓 器的付邊的中心抽頭的輸出端連向可控硅的陰極，脈沖變壓器的付邊的兩端分 別連兩個二極管的正極，兩個二極管的負極連在一起，接向可控硅的控制極； 所述第二二極管負極接入第一三極管的基極與第一電容的交點，第二二極管的 正極接入第二三極管的發(fā)射極。
參數(shù)設定儀由單片機、三個LED數(shù)碼管、兩個按鍵和串行通訊接口及其附 屬元件組成；每個LED數(shù)碼管均從七個對應的段引出七根數(shù)據(jù)線，相對應的段 的數(shù)據(jù)線相連后通過電阻連入單片機；單片機同時通過三根線分別連向三個三 極管的基極，同時三個三極管的集電極連在一起，連向串行通訊接口的第二腳， 所述串行通訊接口的第二腳是電源端；三個三極管的發(fā)射極分別連向?qū)?LED數(shù)碼管的共陽極控制端；串行通訊接口則接入至中央控制電路；兩個按鍵
中每個按鍵的一端均連向單片機的一個腳并同時分別通過一個電阻連向串行 通訊接口的第二腳；兩個按鍵的另一端則接在一起連向串行通訊接口的第一 腳，所述串行通訊接口的第一腳與中央控制電路的共地端相連；單片tl的電源 端和地端分別連向串行通訊接口的第二腳和第一腳；單片機另一方面通過兩腳 分別連向串行通訊接口的第三腳和第四腳，形成與中央控制電路進行串行數(shù)碼 通訊的數(shù)據(jù)線。
優(yōu)點及效果本發(fā)明提供一種起重機回轉(zhuǎn)控制器，所述起重機回轉(zhuǎn)控制器 包括中央控制電路、電源電路、操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn) 向驅(qū)動電路和同步信號采集電路；所述操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、 電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路和同步信號采集電路均與中央控制電路連接；所述電源電路 與操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路和同步信號采集電路連接。該裝置采用可控硅三相移相觸發(fā)調(diào)壓技術(shù)，控制電機的包括啟動，停止， 及全速的運行，同時另有可控硅單相調(diào)壓控制渦流電壓，來配合電機的運行.電 機和渦流的作用方向是相反的，這樣使得回轉(zhuǎn)臂運行平穩(wěn).裝置的控制核心是
單片機.有8組控制參數(shù)預存在單片機內(nèi)，可以適應不同臂長的吊(起重機)，只 用三個單刀雙擲微動開關(guān)來選擇8組中的1組，使用起來特別方便.同時對于特 殊情況，還可以用參數(shù)設定儀，來修改任意1組參數(shù)，讓操作者能夠能在最大范 圍內(nèi)用好吊.每一組參數(shù)都包括9個參數(shù)，它們是電機啟動起始電壓，軟啟動 時間(由起始電壓開始到施加全電壓的時間)，軟停止時間(由全電壓到起始 電壓再立即回到零的時間)，渦流上升時間(由0到渦流最大值)，渦^E下降時 間(由渦流最大值到0)，渦流上升時的最小值(由0上升到該值沒有時間延 遲)，渦流最大值(小于等于100%)，反車制動強度(小于等于100%)，電機下 降瞬間的最大值(小于等于100%)，其中的后4項具有創(chuàng)新意義，特別是"反車 制動強度"，它的作用是，當?shù)踉谛凶哌^程中，需要緊急停車時,把操作桿打到反 向位置，這就意味著要快速停車,停車快慢受該參數(shù)大小決定，同時也受操縱桿 打入深度的影響，就好比是汽車的剎車踏板，踩得越深，剎車力越強.這種方式 是柔性的，盡管剎車很快，吊也是平穩(wěn)的.該參數(shù)增加了使用的安全性.
該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡潔合理，實用性強，比較利于大范圍的推廣應用。


圖1為本發(fā)明的使用狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)框圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖3為本發(fā)明的操作命令采集電路的結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明的中央控制電路的結(jié)構(gòu)圖5為本發(fā)明的電源電路的結(jié)構(gòu)圖6為本發(fā)明的可控硅驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖7為本發(fā)明的同步信號采集電路的結(jié)構(gòu)圖8為本發(fā)明的電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖9為本發(fā)明的參數(shù)設定儀的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明 如圖2所示，本發(fā)明提供一種起重機回轉(zhuǎn)控制器，所述起重機回轉(zhuǎn)控制器 包括中央控制電路l、電源電路2、操作命令采集電路3、可控硅驅(qū)動電路4、 電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路5、同步信號采集電路6和參數(shù)設定儀11;所述操作命令采 集電路3、可控硅驅(qū)動電路4、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路5、同步信號采集電足各6和 參數(shù)設定儀11均與中央控制電路1連接；所述電源電路2與中央控制電路1、 操作命令采集電路3、可控硅驅(qū)動電路4、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路5、同步信-號采 集電路6連接。所述可控硅驅(qū)動電路4為七個。
如圖3所示，裝置接收的命令來自操作命令采集電路3;所述操作命令釆 集電路3包括操作電位器和電壓跟隨器；所述電壓跟隨器分為上電壓跟隨器 U11A、中電壓跟隨器U11B和下電壓跟隨器U12A;所述上電壓跟隨器U11A通 過端口 R一0連接至操作電位器的上端，所述中電壓跟隨器U11B通過端口 R—1 連接至操作電位器的活動端，操作電位器的下端通過端口 R一2連接至地電位， 所述下電壓跟隨器U12A通過端口 R一3固定連接在操作電位器的中間接點；所 述中電壓跟隨器U11B通過端口 AIO連接至中央控制電路l的單片機7的一個 引腳；所述上電壓跟隨器U11A與中電壓跟隨器U11B之間還連接有電阻R11; 所述中電壓跟隨器U11B與操作電位器的接地端之間也連接有電阻R12。該電 路中通過操作電位器發(fā)出指令，其中連接上電壓跟隨器U11A的端口 R—0給電 位器一端送上一個恒壓值Vdd (3.3伏)，連接操作電位器的下端的端口 R_2 為地電位，連接電位器的活動端的端口IL1接收電阻的滑動頭的分壓值，該值 經(jīng)過中電壓跟隨器U11B送到端口 AIO到達圖4中所示的中央控制電路1中的 單片機7，當電位器滑動頭在中間位置時為電機停止命令和渦流最大命令；向 上為正轉(zhuǎn)，越向上給電機的電壓越高，渦流電壓越低，向下為反轉(zhuǎn)，越向下給 電機的電壓越高，渦流電壓越低，滑動頭的位置與操縱桿聯(lián)動，這樣就把操縱 桿的位置變成相對應的命令，送給了單片機7。圖3中與下電壓跟隨器U12A 相連的端口 R一3產(chǎn)生圖中標號為Vdd的電源的一半的電壓值，也就是Vdd/2， 送到電位器的第4個頭，也就是與下電壓跟隨器U12A連接的頭，它死接在電
9位器的正中間位置，它起到一個保護作用，即當有電位器的兩個端頭有一個斷
線時，當滑動頭滑動到斷線這一端時，與中電壓跟隨器U11B連接的輸出端口 AIO得到的電壓是來自與下電壓跟隨器U12A連接的端口 R—3的、標號為Vdd 的電源的一半的電壓值，也就是Vdd/2，此時為電機停止命令和渦流最大命令， 如果沒有與下電壓跟隨器U12A連接的端口 R—3的鉗壓作用，在這種情況下，與 中電壓跟隨器U11B連接的端口 R—1無論在任何位置將會輸出Vdd或地電壓，
這是一個電機給全壓和無渦流的命令，這是一種危險的狀態(tài)；而上電壓跟隨器 U11A與中電壓跟隨器U11B之間的電阻R11以及中電壓跟隨器U11B同操作電 位器接地端之間的電阻R12的作用是當電位器滑動頭斷線時，因兩個電阻的阻 值相等即R11=R12，這時候與中電壓跟隨器U11B連接的輸出端口 AIO得到的是 Vdd/2，是電機停車和渦流最大命令，電阻Rll、 R12相對電位器來說f直很大， 它的存在對電位器值影響可以忽略。本方案的設計充分考慮到了運行的安全 性。需要指出的是，裝置接收的命令和實際電機和渦流運行的狀態(tài)一般在實踐 上是不同步的，例如當操作桿由停止命令狀態(tài)快速打到全壓狀態(tài)時，即電位 器滑動頭由中間位置快速打向一端的位置時，電機由停止到全電壓要經(jīng)過軟啟 動時間才能到達全電壓，渦流要由最大值經(jīng)過渦流下降時間后才能回到零。
圖4是中央控制電路1，所述中央控制電路1包括單片機7、 一個渦流驅(qū) 動脈沖產(chǎn)生電路8、六個可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路9和一個脈沖振蕩波產(chǎn)生電 路10;所述渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路8和可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路9的其中一 個輸入端分別與單片機7的引腳連接，另一個輸入端接至脈沖振蕩波產(chǎn)生電路 10的輸出端；所述渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路8和可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路9的 輸出端連接至可控硅驅(qū)動電路4上的輸入端；在所述單片機7上還連接有三個 單刀雙擲開關(guān)，每個單刀雙擲開關(guān)分別連接至單片機7的一個引腳。
中央控制電路1是整個裝置的控制核心，它把圖3中所示的操作命令采集 電路3中輸出端口 AIO送來的模擬量信號送到單片機7的模擬量輸入腳，并在 單片機7內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量范圍為0 1023，在中間值512加減80范圍 內(nèi)為停車命令；在512+80到1023之間為正轉(zhuǎn)命令，由512-80到0之間為反轉(zhuǎn)命令，兩端各留有30的死區(qū)，以防電位器的誤差.圖中標號TR, TS， TT所表示 的是三相電源每一相的零點時刻產(chǎn)生的同步脈沖信號，下降沿為零點時刻，它 是觸發(fā)可控硅的參考時刻點。標號TW是電源R，S兩相交點的同步，每一個周 波的兩個交點時刻都有一個脈沖下降沿，它是觸發(fā)渦流可控硅的時刻參考點。 圖4中右側(cè)的7個或非門是產(chǎn)生7個驅(qū)動脈沖的電路，其中最上面的標號8
所示的是渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路，下面的六個或非門是電機可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn) 生電路9，分別對應三相電源+R和-R、十S和-S、 +1和-1相的驅(qū)動。每個門的 一個輸入端與單片機7的一個腳相連，該腳是由單片機經(jīng)過計算后輸出一個 90度寬度的負脈沖，是觸發(fā)可控硅時間?；蚍情T的另一個腳是由標號為SA555 的芯片輸出的周期約為16微秒的脈沖振蕩波，這個脈沖波由或非門輸出的允 許條件就是由與單片機7連接的另一個輸入端產(chǎn)生90度負脈沖的低電平。圖 中標號IO就是脈沖振蕩波產(chǎn)生電路，輔助元件是電阻R5和R6和電容C1。圖 中3個單刀雙擲開關(guān)S4、 S5、 S6接到單片機的三個腳，每個開關(guān)可以看做是 二進制碼的一位。這三個開關(guān)的位置可以有8種不同的組合，可以適應8種不 同臂長的吊的控制，當前市場上運行的吊基本可以復蓋。圖4中標號為ZX和 FX的端口是正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)命令端口，由單片機7的兩個腳產(chǎn)生，低電平有效， 它的產(chǎn)生是單片機7接收操作電位器命令，經(jīng)過計算后得到的。圖中的標號U5 是同時具有電源監(jiān)控功能、看門狗功能和EEPROM存儲器功能的芯片X4043，
它的作用是保證單片機7上電可靠復位及連續(xù)運行，另一個功能是保存八組不 同的吊的被修改的參數(shù)，這種修改必須用參數(shù)設定儀來進行。如果不修改參數(shù) 即使用原系統(tǒng)默認的參數(shù)，它保存在單片機7的程序存儲區(qū)中。圖中標號J2 接口就是用來連接參數(shù)設定儀11的串行UART接口 。圖中的標號Jl接口是接 液晶顯示器的。圖中的發(fā)光二極管D1是運行的狀態(tài)指示燈，能指示系統(tǒng)正常 與否，正常狀態(tài)時，亮和滅都持續(xù)時間均等，當加速時，閃爍頻率加快，閃爍 頻率與電機電壓成正比；在故障狀態(tài)下，分為故障碼l， 2， 3，每個顯示周期， 短閃亮(閃亮時間=1/3秒)的次數(shù)就是故障碼數(shù)，每次故障碼閃爍完成之后， 要滅相對較長時間，以表示該故障碼已表達完畢，如果該故障仍然存在，再循環(huán)顯示該故障碼。故障碼的含義
故障碼l:缺相，表明來至標號為TR，TS,TT端口的信號未被單片豐幾7全 部檢測到，這表明三相其中有未接入的，或板內(nèi)同步信號電路有故障； 故障碼2:未檢出渦流同步信號，這種故障多發(fā)生在控制器內(nèi)部。 故障碼3:當上電時操縱桿不在停止位置。 在故障狀態(tài)下，不能啟動，從而達到保護的目的。
圖5是普通的電源電路，變壓器是380伏/15伏的，原邊由R、 S兩相輸 入，該電源電路經(jīng)D21的全波整流和C21的濾波，產(chǎn)生電路中的最高直流電壓 V+，，經(jīng)兩級電壓穩(wěn)壓從而產(chǎn)生兩種電源VCC(5V)和Vdd(3. 3V)，分別用于不同 的電路。變壓器的付邊還產(chǎn)生兩個信號WT1， WT2，用于渦流可控硅觸發(fā)的同步。
圖6是可控硅驅(qū)動電路，所述可控硅驅(qū)動電路4中電源V+通過第一電阻 R33、第一電容C31連向第一三極管T31的基極，形成了由電源V+經(jīng)第一電阻 R33和第一電容C31控制第一三極管T31的導通回路；導通時間由第一電阻R33 和第一電容C31的時間常數(shù)來決定；而第二三極管T30的集電極連向第一電阻 R33和第一電容C31的交點處；上信號端KX經(jīng)過第二電阻R31連接至第二三 極管T30的基極，上信號端KX控制第二三極管T30導通與否，第二三極管T30 控制第一三極管T31是否導通；下信號端KXP經(jīng)過第三電阻R32接向第三三極 管T32的基極，下信號端KXP控制第三三極管T32導通與否；第一三極管T31 的集電極與第三三極管T32的集電極連接后直接接入脈沖變壓器PT1的原邊下 端；脈沖變壓器PT1原邊的下端同時連向第一二極管D32后經(jīng)過所有可控硅驅(qū) 動電路的公共點VZ連向公共的穩(wěn)壓管WZ的負極，穩(wěn)壓管WZ的正極同時連向 脈沖變壓器PT1原邊的上端和電源V+;在第一三極管T31和第三三極管T32 導通期間，脈沖變壓器PT1原邊形成上正下負的電壓，同時，在付邊感應出下 正上負的電壓；在第一三極管T31和第三三極管T32截止期間脈沖變壓器PT1 中的續(xù)流電流由原邊下端經(jīng)過第一二極管D32和穩(wěn)壓管WZ回到原邊上端，從 而形成了原邊下正上負的電壓，同時，在付邊感應出上正下負的電壓；脈沖變 壓器PT1的付邊的中心抽頭的輸出端連向可控硅的陰極，脈沖變壓器PT1的付
12邊的兩端分別連兩個二極管D33、 D34的正極，兩個二極管D33、 D34的負極連 在一起，接向可控硅的控制極，從而無論脈沖變壓器PT1的付邊上或下的哪端 為高電壓時，都會令該電壓由與脈沖變壓器PT1付邊連接的兩個二極管D33、 D34之一輸出到可控硅控制極；低電壓端是付邊的中心抽頭，從而形成可控硅 的觸發(fā)回路；所述第二二極管D31負極接入第一三極管T31的基極與第一電容 C31的交點，第二二極管D31的正極接入第二三極管T30的發(fā)射極；第二二極 管D31的作用是當?shù)诙龢O管T30導通時，第一電容C31中積累的電荷通過第 二三極管T30和第二二極管D31泄放掉，進而保證整個電路的循環(huán)正常運行； 共有7套這個電路，共驅(qū)動7個可控硅， 一個用于渦流，六個用于電機，用于 渦流的可控硅驅(qū)動電路與圖4中的渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路8對應，而六個用于 電機的可控硅驅(qū)動電路與圖4中的六個可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路9——對應； 用于渦流的連接至圖4所示的中央控制電路1中的渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路8， 而用于電機的則連接至可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路9;圖6中標號為KX的端口 分別各自連接至圖4中標號為KW、 Kl、 K2、 K3、 K4、 K5或K6的端口；而圖6 中標號為KXP的端口連接至圖4中鼎P、 K1P、 K2P、 K3P、 K4P、 K5P或K6P的 端口。
圖7是同步信號采集電路，所述同步信號采集電路6中包括三相交流同步 采集電路和渦流同步采集電路；所述三相交流同步采集電路包括三相電源、三 個光電耦合器和三個運算放大器；所述三個光電耦合器分別為上光電耦合器 U41、中光電耦合器U42和下光電耦合器U43;所述三相電源分別經(jīng)三個功率 電阻接到三個光電耦合器的發(fā)光二極管正極，另外，每個發(fā)光二極管還反向并 聯(lián)一個保證反向電流也能通過的二極管，這三個耦合器的發(fā)光二極管負極接在 一起形成三相星型接法；所述三個光電耦合器U41、 U42、 U43的輸出端分別接 入三個運算放大器的同相輸入端，三個運富放大器的反相輸入端接固定電位 Vdd，三個運算放大器的輸出端TR、 TS、 TT接入中央控制電路1;當標號為R 相的電源正半周，上光電耦合器U41光耦導通，其輸出端變?yōu)榈碗娖?，而標?為U44A的運算放大器的第三腳運放接成正反饋，使與三相交流同步采集電路中的標號為U41的光電耦合器連接的運算放大器U44A的輸出端TR也變?yōu)榈碗?平，當圖7中所示R相電源由負半周變?yōu)檎胫軙r，該輸出端TR由高變低， 產(chǎn)生一個下跳沿，這就是R相零度的同步時刻。S相，T相也是同理，分別產(chǎn) 生TS、 TT同步信號。
所述渦流同步采集電路包括上光電耦合器U47、下光電耦合器U48;所述 上光電耦合器U47的二極管正極與下光電耦合器U48二極管的負極連接后通過 電阻R410接入上信號端口 WT1，下光電耦合器U48 二極管的正極與上光電耦 合器U47的二極管負極連接后接至下信號端口 WT2;所述上光電耦合器U47和 下光電耦合器U48的輸出端并連后接到運算放大器U46A的同相輸入端；運算 放大器U46A的反向輸入端接固定電位Vdd。
渦流同步采集電路中的上下端口 WT1、 WT2的相位分別與三相交流同步采 集電路中的R、 S相或S、 R相相同，這是渦流同步產(chǎn)生電路，由兩個光耦產(chǎn)生 兩個同步信號，因這兩個光藕輸出接在一起，當圖7中所示的上端口 WT1的電 壓大于下端口 WT2的電壓時，上光電耦合器U47導通，輸出端口TW輸出低電 平，反之當圖7中所示的上端口 WT1的電壓小于下端口 WT2的電壓時，下光電 耦合器U48導通，輸出端口 TW也輸出低電平，因光耦存在輸出死區(qū)，就在上 端口 WT1和下端口 WT2的電壓相等時的前后短暫時刻，兩個光電耦合器 U47，U48都是不導通的，只有此時輸出端口 TW輸出是高電平，所以每個半周 波，標號為TW的輸出端口都可產(chǎn)生下跳沿的同步信號，渦流只利用其中的一 個半波產(chǎn)生直流電壓，雖然，另一個半波也產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，但這時渦流可控硅 處于反向電壓中，所以這個觸發(fā)沒有意義。這樣做的目的是讓圖1中的380/48v 的變壓器原邊R、 S相的接法順序隨意；上下端口WT1、 WT2的電壓來自于圖5 電源變壓器T21的付邊。
圖8是現(xiàn)有的公知的電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路，標號為ZX的正轉(zhuǎn)信號和標號為 FX的反轉(zhuǎn)信號是由圖4中單片機7輸出的，低電平有效；當正向運行時，ZX 為低，標號為T51的三極管截止，標號為T52的三極管導通，使正轉(zhuǎn)繼電器 K51動作，Z1，Z2接通，這樣就接通了外面的正轉(zhuǎn)接觸器線圈，配合可控硅的
14觸發(fā)，使電機正轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)同理，不贅述。
圖9為的參數(shù)設定儀(手操器)，體積小，可握在手中。參數(shù)設定儀由單 片機U91、三個LED數(shù)碼管DS91、 DS92、 DS93、兩個按鍵S91、 S92和串行通 訊接口 J91及其附屬元件組成；每個LED數(shù)碼管均從七個對應的段引出七根數(shù) 據(jù)線，相對應的段的數(shù)據(jù)線相連后通過電阻連入單片機U91;單片機U91同時 通過三根線分別連向三個三極管T91、 T92、 T93的基極，同時三個三極管T91、 T92、 T93的集電極連在一起，連向串行通訊接口 J91的第二腳，所述串行通 訊接口 J91的第二腳是電源端；三個三極管T91、 T92、 T93的發(fā)射極分別連向 對應的LED數(shù)碼管的共陽極控制端；串行通訊接口 J91則接入至中央控制電路 1中的單片機7，圖9中所示的接口 J91是應該接入到圖4中所示的中央控制 電路1的接口 J2;兩個按鍵S91、 S92中每個按鍵的一端均連向單片機U91的 一個腳并同時分別通過一個電阻連向串行通訊接口 J91的第二腳；兩個按鍵 S91、 S92的另一端則接在一起連向串行通訊接口 J91的第一腳，所述串行通 訊接口 J91的第一腳是與中央控制電路1的共地端相連；當按鍵S91、 S92閉 合時，這個地電位就與單片機U91的引腳連通；當按鍵S91、 S92斷開時，就 形成了串行通訊接口 J91第2腳的電源經(jīng)電阻R91或電阻R92送給單片機U91 的引腳高電位信號的過程；單片機U91的電源端VDD和地端GND分別連向串行 通訊接口 J91的第二腳和第一腳；另一方面單片機U91通過兩腳29、 30分別 連向串行通訊接口 J91的第三腳和第四腳，形成與中央控制電路1進行串行數(shù) 碼通訊的數(shù)據(jù)線。
參數(shù)設定儀11正面有三位數(shù)碼管和兩個按鍵。把圖4中的標號為J2的插 座與圖9中的標號為J91的接頭對接，即開始工作。三位數(shù)碼管的高位為功能 碼，顯示范圍為A—J,共10個功能碼，稱A功能到J功能。每個功能碼后面 的兩位數(shù)碼為該功能的具體數(shù)值。
功能碼具體為
A軟啟動初始電壓，后面的兩位碼的數(shù)值乘10就是軟啟動起始電壓； b軟啟動時間，后面的兩位碼的數(shù)值除以10為秒數(shù)值；C軟停止時間，后面的兩位碼的數(shù)值除以10為秒數(shù)值； d渦流上升時間，后面的兩位碼的數(shù)值除以10為秒數(shù)值； E渦流下降時間，后面的兩位碼的數(shù)值除以10為秒數(shù)值； 需要注意的是10—15秒的表示方法是A—F。具體表示是 A:10秒，b:ll秒，C:12秒，d:13秒，E:14秒，F(xiàn):15秒。 例如，三位數(shù)碼管顯示"bC5"，他的含義是軟啟動時間12. 5秒。 參數(shù)設定儀的兩個按鍵S91、 S92分為移位鍵和加1鍵。按一下移位鍵被 編輯的位右移一位，被編輯位呈現(xiàn)閃爍狀。加1鍵修改被編輯的位。如果被編 輯的位是功能碼，按加1鍵改變一次功能碼，后面的兩位立即顯示該功能碼的 具體數(shù)值。這時可以按移位鍵再按加l鍵，修改其具體數(shù)據(jù)。 F:存儲功能碼；
G:渦流下限值，是渦流滿電壓的百分數(shù)值，當回轉(zhuǎn)臂開始減速時，指渦流 由O伏可以上升的跳躍值，默認值是25%;渦流下降時(即回轉(zhuǎn)臂軟起動加速 時)不受此約束(為連續(xù)均勻下降到零)；
H:渦流上限值，是渦流上升的最高電壓值，也是最大電壓的百分數(shù)值，默 認值是100%。
I:反車制動強度(0—100%)，當在軟停過程中操縱桿打到反向時，會增 加電機電壓下降速度和渦流上升速度；速度的增加值是這樣計算的如果設定 反車制動強度為X%，操縱桿所在的位置為2% (停止位置為零，兩邊最邊點位置 為100%)，那末兩者的乘積X9^Zy。就是速度增加的百分值；如果X=50， Z400(即 操縱桿打到反向最大)，兩者乘積為50%，那末速度將比原設定值增加50%，即 為原值的150%，那末軟停時間和渦流上升時間就是原值的100/150=2/3;時間 縮短了，意味著吊車軟停距離縮短；這種方法類似于汽車的剎車踏板，越往下 踩，剎車力度越大。增加此參數(shù)的設定，是為了在緊急狀況下的急停車，或為 更精確的控制停止位置。該參數(shù)默認值為50%.
J:軟停時最大導通角(70-100%),當在全電壓運行時，接受軟停命令時， 由滿電壓立刻下降到此值，可能產(chǎn)生一個電壓下降臺階，默認值為0(和100%同效)，即取消此功能。
其中F功能為存儲功能碼，如果把F后面的兩位數(shù)據(jù)修改為88或99， 1 秒鐘后，立即把編輯的所有參數(shù)存入單片機中，如果兩位數(shù)改為77，則放棄 所有修改，單片機內(nèi)恢復原來出廠時的默認參數(shù)。
如圖1所示，該發(fā)明在使用的時候，將電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路5連接至現(xiàn)有的 正轉(zhuǎn)ZX和反轉(zhuǎn)FX接觸器以及AC48V變壓器,可控硅驅(qū)動電路4連接至可控 硅組，將中央控制電路l中的渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路8連接至渦流硅，而本發(fā) 明與其他現(xiàn)有設備的連接按照圖1所示的公知的連接方法連接即可，這時，該 發(fā)明就可以正常使用了；
通過與操作命令采集電路3連接的操縱桿進行操縱即可；如果需要在不同 臂長的機械上使用，則就可以通過與中央控制電路1中的單片機7連接的三個 單刀雙擲開關(guān)來調(diào)整即可。
該發(fā)明，結(jié)構(gòu)簡潔合理。實用性強，利于大范圍的推廣應用。
權(quán)利要求
1、一種起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述起重機回轉(zhuǎn)控制器包括中央控制電路(1)、電源電路(2)、操作命令采集電路(3)、可控硅驅(qū)動電路(4)、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路(5)、同步信號采集電路(6)和參數(shù)設定儀(11)；所述操作命令采集電路(3)、可控硅驅(qū)動電路(4)、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路(5)、同步信號采集電路(6)和參數(shù)設定儀(11)均與中央控制電路(1)連接；所述電源電路(2)與中央控制電路(1)、操作命令采集電路(3)、可控硅驅(qū)動電路(4)、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路(5)和同步信號采集電路(6)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述可控硅 驅(qū)動電路(4)為七個。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述中央控 制電路(1)包括單片機(7)、 一個渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路(8)、六個可控硅 驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路(9)和一個脈沖振蕩波產(chǎn)生電路(10);所述渦流驅(qū)動脈沖 產(chǎn)生電路(8)和可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路(9)的其中一個輸入端分別與單片 機(7)的引腳連接，另一個輸入端接至脈沖振蕩波產(chǎn)生電路(10)的輸出端； 所述渦流驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路(8)和可控硅驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路(9)的輸出端連 接至可控硅驅(qū)動電路(4)上的輸入端；在所述單片機(7)上還連接有三個單 刀雙擲開關(guān)，每個單刀雙擲開關(guān)分別連接至單片機(7)的一個引腳。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述操作命 令采集電路(3)包括操作電位器和電壓跟隨器；所述電壓跟隨器分為上電壓 跟隨器(U11A)、中電壓跟隨器(U11B)和下電壓跟隨器(U12A);所述上電壓 跟隨器(U11A)通過端口 (R—0)連接至操作電位器的上端，所述中電壓跟隨 器(U11B)通過端口 (R—1)連接至操作電位器的活動端，操作電位器的下端 通過端口 (R_2)連接至地電位；所述下電壓跟隨器(U12A)通過端口 (R—3) 固定連接在操作電位器的中間位置；所述中電壓跟隨器(U11B)通過端口 (AIO) 連接至中央控制電路(1);所述上電壓跟隨器(U11A)與中電壓跟隨器(U11B) 之間還連接有電阻(Rll);所述中電壓跟隨器(U11B)與操作電位器的接地端之間也連接有電阻(R12)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述同步信 號采集電路(6)中包括三相交流同步采集電路和渦流同步采集電路；所述三 相交流同步采集電路包括三相電源、三個光電耦合器和三個運算放大器；所述 三個光電耦合器分別為上光電耦合器(U41)、中光電耦合器(U42)和下光電 耦合器(U43);所述三相電源分別經(jīng)三個功率電阻接到三個光電耦合器的發(fā)光 二極管正極，另外，每個發(fā)光二極管還反向并聯(lián)一個保證反向電流也能通過的 二極管，這三個耦合器的發(fā)光二極管負極接在一起形成三相星型接法；所述三 個光電耦合器(U41、 U42、 U43)的輸出端分別接入三個運算放大器的同相輸 入端，三個運算放大器的反相輸入端接固定電位(Vdd)，三個運算放大器的輸 出端(TR、 TS、 TT)接入中央控制電路(1);所述渦流同步采集電路包括上光 電耦合器(U47)、下光電耦合器(U48);所述上光電耦合器(U47)的二極管 正極與下光電耦合器(U48) 二極管的負極連接后通過電阻(R410)接入上信 號端口 (WT1)，下光電耦合器(U48) 二極管的正極與上光電耦合器(U47)的 二極管負極連接后接至下信號端口 (WT2);所述上光電耦合器(IM7)和下光 電耦合器(U48)的輸出端并連后接到運算放大器(U46A)的同相輸入端，從 而形成當上、下端口 (WT1、 WT2)的信號強度相等時都有脈沖輸出的電路，而 該運算放大器(U46A)的反向輸入端接入固定電位(Vdd)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述可控硅 驅(qū)動電路(4)中電源(V+)通過第一電阻(R33)、第一電容(C31)連向第一 三極管(T31)的基極，形成了由電源(V+)經(jīng)第一電阻(R33)和第一電容(C31) 控制第一三極管(T31)的導通回路；而第二三極管(T30)的集電極連向第一 電阻(R33)和第一電容(C31)的交點處；上信號端(KX)經(jīng)過第二電阻(R31) 連接至第二三極管(T30)的基極，形成控制第二三極管(T30)導通與否的回 路，進而也形成第二三極管(T30)控制第一三極管(T31)是否導通的回路； 下信號端(KXP)經(jīng)過第三電阻(R32)接向第三三極管(T32)的基極，形成 控制第三三極管(T32)導通與否的電路；第一三極管(T31)的集電極與第三三極管(T32)的集電極連接后直接接入脈沖變壓器(PT1)的原邊下端；脈沖 變壓器(PT1)原邊的下端同時連向第一二極管(D32)后經(jīng)過所有可控硅驅(qū)動 電路的公共點(VZ)連向公共的穩(wěn)壓管(WZ)的負極，穩(wěn)壓管(WZ)的正極同 時連向脈沖變壓器(PT1)原邊的上端和電源(V+);脈沖變壓器(PT1)的付 邊的中心抽頭的輸出端連向可控硅的陰極，脈沖變壓器(PT1)的付邊的兩端 分別連兩個二極管(D33、 D34)的正極，兩個二極管(D33、 D34)的負極連在 一起，接向可控硅的控制極；所述第二二極管(D31)負極接入第一三極管(T31) 的基極與第一電容(C31)的交點，第二二極管(D31)的正極接入第二三極管 (T30)的發(fā)射極。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于參數(shù)設定儀 由單片機(U91)、三個LED數(shù)碼管(DS91、 DS92、 DS93)、兩個按鍵(S91、 S92) 和串行通訊接口 (J91)及其附屬元件組成；每個LED數(shù)碼管均從七個對應的 段引出七根數(shù)據(jù)線，三個LED數(shù)碼管相對應的段的數(shù)據(jù)線相連后通過電阻連入 單片機(U91);單片機(U91)同時通過三根線分別連向三個三極管(T91、 T92、 T93)的基極，同時三個三極管(T91、 T92、 T93)的集電極連在一起，連向串 行通訊接口 (J91)的第二腳，所述串行通訊接口 (J91)的第二腳是電源端； 三個三極管(T91、 T92、 T93)的發(fā)射極分別連向?qū)腖ED數(shù)碼管的共陽極 控制端；串行通訊接口 (J91)則接入至中央控制電路；兩個按鍵(S91、 S92) 中每個按鍵的一端均連向單片機(U91)的一個腳并同時分別通過一個電阻連 向串行通訊接口 (J91)的第二腳；兩個按鍵(S91、 S92)的另一端則接在一 起連向串行通訊接口 (J91)的第一腳，所述串行通訊接口 (J91)的第一腳與 中央控制電路(1)的共地端相連；單片機(U91)的電源端(VDD)和地端(GND) 分別連向串行通訊接口 (J91)的第二腳和第一腳；單片機(U91)另一方面通 過兩腳(29、 30)分別連向串行通訊接口 (J91)的第三腳和第四腳，形成與 中央控制電路(1)進行串行數(shù)碼通訊的數(shù)據(jù)線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種起重機回轉(zhuǎn)控制器，其特征在于所述起重機回轉(zhuǎn)控制器包括中央控制電路、電源電路、操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路、同步信號采集電路和參數(shù)設定儀；所述操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路、同步信號采集電路和參數(shù)設定儀均與中央控制電路連接；所述電源電路與中央控制電路、操作命令采集電路、可控硅驅(qū)動電路、電機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電路和同步信號采集電路連接。該發(fā)明，結(jié)構(gòu)簡潔合理。實用性強，利于大范圍的推廣應用。
文檔編號B66C13/22GK101643181SQ20091001325
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者宋貴生 申請人:宋貴生