專利名稱：全數(shù)字高壓提升機(jī)低頻拖動電控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種全數(shù)字高壓提升機(jī)低頻拖動電控器。
目前，我國高壓提升機(jī)的拖動方案中，絕大多數(shù)采用繞線式感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻的交流拖動技術(shù)，而高壓感應(yīng)電機(jī)的減速制動及低速爬行一直是一個(gè)很棘手的問題。隨著感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，此棘手問題可以由交流提升機(jī)在減速爬行段采用全數(shù)字低頻拖動技術(shù)來解決。全數(shù)字變頻裝置有交交變頻和交直交變頻兩大類，其中，由于交交變頻裝置存在元器件較多、價(jià)格昂貴和尚需國外特殊訂貨的問題，因而難以推廣。所以，廣大企業(yè)用戶迫切希望有關(guān)科研人員和單位能盡快研制出采用全數(shù)字交直交變頻裝置的技術(shù)。
本實(shí)用新型的目的是克服上述問題，提供一種采用全數(shù)字交直交變頻技術(shù)的全數(shù)字高壓提升機(jī)低頻拖動電控器，該裝置不僅價(jià)格低廉，而且性能可靠，是一種能滿足工藝要求的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括高壓控制柜、提升電機(jī)M、測速電機(jī)CS、低頻柜，高壓控制柜將三相高壓電源經(jīng)正反向開關(guān)ZFC送到電機(jī)定子側(cè)進(jìn)行高速運(yùn)行；低頻柜中裝有變壓器TP、全數(shù)字交直交變頻器，TP將三相交流電源升壓后經(jīng)變頻器輸出三相交流低頻電壓，再由接觸器3PN送入電機(jī)定子側(cè)進(jìn)行減速和低速爬行，柜中還裝有全數(shù)字邏輯控制器、檢測板和電流互感器LH，控制電機(jī)及提升裝置在空載或輕、重載時(shí)的運(yùn)行。
本實(shí)用新型控制原理是由電流互感器送來，負(fù)載電流大小信號送到檢測板，以判別運(yùn)行在輕載處還是重載情況；從測速機(jī)來的測速信號送檢測板以判別是帶載運(yùn)行還是空載運(yùn)行，再由檢測板送信號至邏輯控制器，實(shí)施對變頻器的控制，同時(shí)由高壓控制柜送觸點(diǎn)開關(guān)信號至邏輯控制器以實(shí)施控制條件。
低頻投入后，電機(jī)經(jīng)過減速和低速爬行兩個(gè)運(yùn)行階段在減速階段，電機(jī)處于發(fā)電制動狀態(tài)，將動能回送至變頻器經(jīng)制動單元到制動電阻轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，通過邏輯控制器控制變頻器的輸入頻率指令按特定的速率下降，就能使電機(jī)獲得合適的制動力矩，并按速度圖要求的減速度下降；在低速爬行階段，電機(jī)達(dá)到要求的低速后，由于頻率指令在低頻時(shí)不變，則電機(jī)由制動狀態(tài)自動過渡到電動狀態(tài)，并保持恒定低速爬行。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)主要是其一，可靠性高，控制靈活，能夠非常方便地控制電機(jī)的制動過程，使提升機(jī)減速平穩(wěn)，停位準(zhǔn)確。
其二，可減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。
其三，所有參數(shù)全用菜單方式設(shè)置，方便靈活，只需通過按鍵更改相關(guān)參數(shù)。
其四，具有自動記憶每次故障原因，方便工作人員維護(hù)。
其五，價(jià)格便宜，容易為設(shè)備改造的企業(yè)所接受。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中檢測板上的檢測比較電路原理圖。
圖3是圖1中變頻器的外接電路原理圖。
圖4是圖1中邏輯控制器的接線原理圖。
圖5是向邏輯控制器內(nèi)部輸入的邏輯電路原理圖。
圖6是邏輯控制器的時(shí)序原理圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括高壓控制柜、提升電機(jī)M、測速電機(jī)CS和低頻柜。高壓控制柜將三相高壓電源經(jīng)正反向開關(guān)ZFC送到電機(jī)定子側(cè)進(jìn)行高速運(yùn)行。低頻柜中裝有變壓器TP、全數(shù)字交直交變頻器，TP將三相交流電源升壓后經(jīng)變頻器輸出三相交流低頻電壓，再由接觸器3PN送入電機(jī)定子側(cè)進(jìn)行減速和低速爬行；柜中還裝有全數(shù)字邏輯控制器、檢測板和電流互感器LH，控制電機(jī)及提升裝置在空載或輕、重載時(shí)的運(yùn)行。
上述檢測板上可以裝有1個(gè)如圖2所示的由單向整流橋、反相器Uc和比較器Ua、Ub及功放三極管1T、2T組成的檢測比較電路，其將電機(jī)的負(fù)載電流信號和測速電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速信號檢測比較后，輸出2個(gè)開關(guān)信號由邏輯控制器處理。單向整流橋由二極管D6、D7、D8、D10組成，D7正極、D8負(fù)極分別接電流互感器LH的引線3、4，D8、D10正極經(jīng)電阻R13接D6、D7負(fù)極和接地的可調(diào)電阻W8。W7、W8的中心接點(diǎn)分別接Ub電路的R7、開關(guān)K4。Ub電路中Ub負(fù)端經(jīng)R10、R9接K4，經(jīng)R8接R7，R9、R10串接點(diǎn)經(jīng)電容C4接地，R7、R8串接點(diǎn)經(jīng)C3接地；Ub正端經(jīng)R12接地；Ub輸出端7與W5、W6的一端及功放管2T基極共接，W5、W6的中心接點(diǎn)分別經(jīng)D3正極、D4負(fù)極接Ub負(fù)端，2T發(fā)射極分別經(jīng)信號繼電器2J、二極管2D正極接地。Ua電路與Ub電路基本相同，只是其開關(guān)K5接Uc輸出端，另外增加了一個(gè)開關(guān)K2，K2兩端分別接R1、W12中心點(diǎn)。Uc電路中Uc負(fù)端經(jīng)R19接W9中心點(diǎn)，經(jīng)C7接W11、Uc輸出端，經(jīng)R20接W11中心點(diǎn)；Uc正端接地；W9一端經(jīng)R14接637端子，經(jīng)C5接地，W9另一端接地。
由上述可知檢測板上的電路是以比較器為核心的電路，其將電機(jī)的負(fù)載電流信號和測速電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速信號檢測比較后，輸出2個(gè)開關(guān)信號由邏輯控制器處理，以判斷這時(shí)提升裝置例如礦山提升機(jī)的礦斗是運(yùn)行在輕載還是空斗狀態(tài)。其空載檢測過程由測速發(fā)電機(jī)輸出的直流正向電壓經(jīng)637、633號端子送入檢測板，經(jīng)反相器Uc后變成負(fù)反饋電壓與W12送來的空斗給定正電壓進(jìn)行比較，其偏差值送入比較器Ua，當(dāng)提升礦石時(shí)，電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行，轉(zhuǎn)速較低，故反饋電壓小于給定電壓，偏差電壓為正值，Ua的1號腳輸出負(fù)電壓，三極管1T截止，繼電器1J不工作。當(dāng)空斗不提礦時(shí)，電機(jī)空載運(yùn)行，速度較高，故反饋電壓大于給定電壓，偏差電壓為負(fù)值，Ua的1號腳輸出正電壓，三極管1T導(dǎo)通，繼電器1J得電吸合，其常開觸點(diǎn)控制Logo的輸入信號。其輕載檢測過程在高速運(yùn)行時(shí)，通過檢測定子負(fù)載電流大小，來確定是輕載還是重載。因?yàn)樽钪刎?fù)載電流為70A-80A，故若電流在35A-40A以下時(shí)則認(rèn)為是輕載。由二極互感器4LH檢測得定子交流電流由整流橋變成直流電壓信號經(jīng)W8取出送至放大器Ub組成的比較器的反饋端與穩(wěn)壓電源-15V經(jīng)W7送來的給定端電壓進(jìn)行比較，當(dāng)負(fù)載電流大于40A時(shí)，反饋端電壓大于給定端電壓，Ub輸入偏差值為正，Ub輸出7號腳電壓為負(fù)，三極管2T截止，繼電器2J不工作。當(dāng)負(fù)載電流小于40A時(shí)，反饋端電壓小于給定端電壓，Ub輸入偏差值為負(fù)，Ub輸出7號腳電壓為正，三極管2T導(dǎo)通，2J得電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，在Logo的輸入端加控制信號。
本實(shí)用新型的變頻器是全數(shù)字交直交變頻器，帶有制動單元及制動電阻，可在四象限工作，能在低頻2-4HZ的輸出頻率下，電壓為240-480V時(shí)帶載運(yùn)行。本實(shí)用新型的變頻器可以采用日本安川VS-616G5A型產(chǎn)品，其外接有主電路和控制電路。
如圖3所示，主電路中設(shè)有三相交流輸入電壓電路，其A、B、C相線分別裝有快熔保險(xiǎn)絲1RD、2RD、3RD，A、B相線間裝有欠相保護(hù)器1QJ、壓敏電阻1YR，B、C相線間裝有欠相保護(hù)器2QJ和壓敏電阻2YR、3YR，A線穿過電流互感器LH的繞組1LH、2LH，B、C線穿過LH的繞組2LH、3LH，三相線的輸出端分別接變頻器腳R、S、T；設(shè)有1個(gè)由制動單元DB、制動電阻DBR組成的制動電路，DB腳P、N分別接變頻器的接線腳3、零線腳，DBR跨接于DB的腳P、B間；設(shè)有由變頻器腳U、V、W輸出的三相交流變頻電壓?？刂齐娐肥侵噶铍姍C(jī)減速制動和低速爬行的電路，具體是設(shè)有正、反轉(zhuǎn)指令電路，分別接于變頻器腳1、2，且分別經(jīng)正向運(yùn)行繼電器DZJ、反向運(yùn)行繼電器DFJ一端通過調(diào)試轉(zhuǎn)換開關(guān)ZHK接變頻器腳11，DZJ、DFJ另一端與開關(guān)Q2、Q3、Q4、驗(yàn)繩繼電器YSJ一端共接且經(jīng)工作閘繼電器GZJ接變頻器腳11；設(shè)有正轉(zhuǎn)重載減速指令電路，接于變頻器腳3，并經(jīng)DZJ接Q2另一端，經(jīng)DZJ、DFJ、低頻投入繼電器PCJ接變頻器腳7；設(shè)有正轉(zhuǎn)空斗減速指令電路，接于變頻器腳4、8和Q4、YSJ的另一端；設(shè)有正轉(zhuǎn)半載變頻提錘頻率指令，接于變頻器腳6，且經(jīng)并聯(lián)的Q1、DZJ接Q3的另一端；變頻器腳7、8分別接正轉(zhuǎn)重載頻率指令、正轉(zhuǎn)空斗頻率指令電路；變頻器腳20即30C輸出故障保護(hù)指令；變頻器腳18經(jīng)開關(guān)接腳20，且接零線N。
如圖4所示，邏輯控制器中可采用德國西門子公司LOGO230R型產(chǎn)品，其Q1、Q2、Q3、Q4與圖3中的Q1、Q2、Q3、Q4相連，它們分別是正轉(zhuǎn)輕載提升、正轉(zhuǎn)重載提升、反轉(zhuǎn)提錘、正轉(zhuǎn)空載提升輸出開關(guān)信號；1JC、DZJ、2J、1J、PCJ一端相連于L+，其另一端分別經(jīng)開關(guān)接低頻投入計(jì)時(shí)開始信號I5、正向提升開始點(diǎn)輸入信號I4、輕載提升輸入信號I3、空斗提升輸入信號I2、低頻投入輸入信號I1；L+接220V交流。
為了使上述邏輯控制器更好地為我所用，特向其內(nèi)部輸入了1個(gè)如圖5所示的邏輯電路，該電路是由延時(shí)單元、與門、與非門、非門和觸發(fā)器組成。延時(shí)單元為B04、B05、B11、B14、B17。與門為B02、B09、B13、B16、B18、B20。與非門為B03、B07。非門為B06、B08、B10、B12、B19。觸發(fā)器為B00、B01、B15。
上述邏輯控制器的時(shí)序如圖6所示，其中1JC以及1J、2J分別是高壓控制柜的繼電器觸點(diǎn)以及檢測板上的2個(gè)繼電器觸點(diǎn)，其余符號意義同上。
權(quán)利要求1.一種全數(shù)字高壓提升機(jī)低頻拖動電控器，包括高壓控制柜、提升電機(jī)M、測速電機(jī)CS，高壓控制柜將三相高壓電源經(jīng)正反向開關(guān)ZFC送到電機(jī)定子側(cè)進(jìn)行高速運(yùn)行，其特征是設(shè)有低頻柜，柜中裝有變壓器TP、全數(shù)字交直交變頻器，TP將三相交流電源升壓后經(jīng)變頻器輸出三相交流低頻電壓，再由接觸器3PN送入電機(jī)定子側(cè)進(jìn)行減速和低速爬行，柜中還裝有全數(shù)字邏輯控制器、檢測板和電流互感器LH，控制電機(jī)及提升裝置在空載或輕、重載時(shí)的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控器，其特征是變頻器采用日本安川VS-616G5A型產(chǎn)品，其外接有主電路和控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控器，其特征是所述的主電路，設(shè)有三相交流輸入電壓電路，接于變頻器腳R、S、T；設(shè)有1個(gè)由制動單元DB和與之相連的制動電阻DBR組成的制動電路，DB腳P、N分別接變頻器的接線腳3、零線腳；設(shè)有由變頻器腳U、V、W輸出的三相交流變頻電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控器，其特征是控制電路是指令電機(jī)減速制動和低速爬行的電路，變頻器腳1、2分別接其正、反轉(zhuǎn)指令，腳3接正轉(zhuǎn)重載減速指令，腳4接正轉(zhuǎn)空斗減速指令，腳6接正轉(zhuǎn)半載變頻提錘頻率指令，腳7接正轉(zhuǎn)重載頻率指令，腳8接正轉(zhuǎn)空斗頻率指令，腳11是公共地，腳18接零線N，腳30C輸出故障保護(hù)指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控器，其特征是檢測板上裝有1個(gè)由單向整流橋、反相器Uc和比較器Ua、Ub及功放三極管1T、2T組成的檢測比較電路，其將電機(jī)的負(fù)載電流信號和測速電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速信號檢測比較后，輸出2個(gè)開關(guān)信號由邏輯控制器處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控器，其特征是邏輯控制器采用德國西門子公司LOGO23OR型產(chǎn)品，并向其內(nèi)輸入1個(gè)由延時(shí)單元、與門、與非門、非門和觸發(fā)器組成的邏輯電路，該電路將檢測板和高壓控制柜來的信號處理后輸出信號，作變頻器的頻率大小及加減速的設(shè)定指令信號。
專利摘要本實(shí)用新型是一種全數(shù)字高壓提升機(jī)低頻拖動電控器,其結(jié)構(gòu)是:包括高壓控制柜、提升電機(jī)M、測速電機(jī)CS、低頻柜,低頻柜中裝有變壓器TP、全數(shù)字交直交變頻器,TP將三相交流電源升壓后經(jīng)變頻器輸出三相交流低頻電壓,再由接觸器3PN送入電機(jī)定子側(cè)進(jìn)行減速和低速爬行,柜中還裝有全數(shù)字邏輯控制器、檢測板和電流互感器LH,控制電機(jī)及提升裝置在空載或輕、重載時(shí)的運(yùn)行。本實(shí)用新型具有可靠性高、控制靈活、便于維修和效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B66C13/26GK2393847SQ9923835
公開日2000年8月30日 申請日期1999年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月20日
發(fā)明者詹益清, 謝允, 趙清平, 左智勇, 王恒興, 韓小平 申請人:武漢市青山機(jī)電廠