一种预防电铲失控的自动化控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气控制领域，具体涉及一种预防电铲失控的自动化控制装置。
【背景技术】
[0002]现有电铲在挖掘矿石过程中，偶尔会出现突然失控的状况，一旦出现就会造成电铲铲斗撞击变形或砸中其它设备和工作人员。电铲运行中出现电气故障时，提升部分的抱闸不能及时制动，所以导致提升电动机在主电源缺失或畸变的情况下，受矿石重力作用下，自由落体式下落而造成一些安全事故。
[0003]现有控制装置是典型的开环控制的传动系统。现有电铲提升的控制装置在控制电路出现故障时，不能及时作出抱闸制动，使电铲出现电气故障时，不具有动态及时阻止电气故障导致的失控。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种预防电铲失控的自动化控制装置，采用编码测速装置和自动抱闸装置，可有效防止电铲失控的发生。
[0005]为达到上述实用新型的目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]本实用新型的一种预防电铲失控的自动化控制装置，包括电动机、具有变频器的电机控制模块和抱闸制动模块，所述变频器接收三相交流电，其电压输出端与电动机电连接，还包括有齿码测速装置，所述齿码测速装置包括有安装在电动机转轴上的齿轮盘和可将齿轮盘转速编码数字化的编码器，所述电机控制模块还包括有比较器和总线接口模块，所述编码器的输出端连接比较器的第一输入端，所述变频器的电压输出端与比较器的第二输入端电连接，比较器的输出端与总线接口模块的控制端口电连接，总线接口模块的输入端接收主动抱闸信号，总线接口模块的输出端电连接抱闸制动模块。
[0007]所述编码器为非接触式磁感应式的尺码测速编码器。
[0008]所述电机控制模块为RPBA适配器模块。
[0009]所述RPBA适配器模块包括有至少一个制动电阻，制动电阻并联在变频器的正、负直流母线两端。
[0010]所述RPBA适配器模块包括有外部控制变频器的滑动变阻器。
[0011]所述编码器采用四线电缆与RPBA适配器模块电连接，所述四线电缆连接的端口分别为ov、+24V、A+数据端和B+数据端。
[0012]本实用新型的与现有技术相比，具有如下优点:
[0013]本实用新型的一种预防电铲失控的自动化控制装置，由电铲提升部分电气控制的“开环控制”增加一套齿码测速装置和抱闸制动模块，改造成“闭环控制”，在原有电气控制中引入提升电动机的转速检测功能，实现电铲提升部分在作业中突然失控瞬间及时抱闸制动，避免失控的发生；另外，编码器和齿轮盘易于安装，操作简单，编码器发送的脉冲信号稳定；其实现的抱闸响应速度快，0.2秒内判断故障并实现停机。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的一种预防电铲失控的自动化控制装置的原理示意图。
[0015]图2为本实用新型的一种预防电铲失控的自动化控制装置的电气结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。
[0017]实施例
[0018]请参阅图1和图2，分别是本实用新型的预防电铲失控的自动化控制装置的原理示意图和电气结构示意图。本实用新型实施例的预防电铲失控的自动化控制装置，包括电动机101、具有变频器301的电机控制模块、抱闸制动模块500和齿码测速装置200 ;
[0019]在本实施例中优选ABB公司的RPBA适配器模块300作为电机控制模块，所述变频器301的三相电输入端与交流电源401电连接，其电压输出端与电动机电101电连接；
[0020]所述齿码测速装置201包括有安装在电动机101转轴上的齿轮盘202和可将齿轮盘202转速编码数字化的编码器201 ；
[0021]所述电机控制模块还包括有比较器303和总线接口模块30，所述编码器201的输出端连接比较器303的第一输入端，所述变频器301的电压输出端与比较器303的第二输入端电连接，比较器303的输出端与总线接口模块304的控制端口连接，总线接口模块304的输入端接收主动抱闸信号，总线接口模块304的输出端连接抱闸制动模块500 ;
[0022]所述抱闸制动模块500包括有PLC 501和抱闸装置502，PLC 501接收总线接口模块304的输出信号，控制抱闸装置502动作，从而制动电动机101。
[0023]在本实施例中，作为一个优选方案，所述编码器201为非接触式磁感应式的尺码测速编码器，由于该编码器201不是安装在电动机101支撑轴上，可防止因支撑轴的过热导致编码器201故障，提高了编码器的抗震动性，延长了使用寿命。
[0024]所述RPBA适配器模块300包括有至少一个制动电阻Rl，制动电阻Rl并联在变频器301的正、负直流母线(未图示)两端。
[0025]所述RPBA适配器模块300包括有外部控制变频器的滑动变阻器RPl。
[0026]所述RPBA适配器模块300与滑动变阻器RPl之间的信号连接线，以及总线接口模块304输入输出的信号连接线，采用接地的屏蔽线(未标示)围合，防止电磁干扰。
[0027]所述编码器201采用四线电缆与RPBA适配器模块300电连接，所述四线电缆连接的端口分别为0V、+24V、A+数据端和B+数据端，所述A+数据端和B+数据端作为编码器201发送脉冲的接收端，RPBA适配器模块300根据接收的脉冲频率换算成电压信号。
[0028]上述预防电铲失控的自动化控制装置，实现电动机自动抱闸的方法如下:
[0029]在电动机101的转轴上安装的齿轮盘202，其齿数在本实施例中优选为200齿，并优选TS5840N型编码器201，电动机101转动时，齿轮盘202随动，每一个齿经过一次编码器201的感应端，编码器201相应产生一个脉冲，RPBA适配器模块300接收编码器201的脉冲频率，根据设定的频率与电压的换算关系，将相应时刻的脉冲频率换算为电压，并标记为电动机的实际测量速度为NI。在电动机101的运行中，变频器301接收本装置外部的主信号工作，其产生相应的驱动电压，此时的电压标记为电动机的估算速度N2。在实际测量速度NI和估算速度N2的差值超过额定转速20%时，比较器301输出信号给总线接口模块304，驱动抱闸制动模块500工作，从而制动电动机101。
[0030]上述实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种预防电铲失控的自动化控制装置，包括电动机、具有变频器的电机控制模块和抱闸制动模块，所述变频器接收三相交流电，其电压输出端与电动机电连接，其特征在于，还包括有齿码测速装置，所述齿码测速装置包括有安装在电动机转轴上的齿轮盘和可将齿轮盘转速编码数字化的编码器，所述电机控制模块还包括有比较器和总线接口模块，所述编码器的输出端连接比较器的第一输入端，所述变频器的电压输出端与比较器的第二输入端电连接，比较器的输出端与总线接口模块的控制端口连接，总线接口模块的输入端接收主动抱闸信号，总线接口模块的输出端连接抱闸制动模块。2.根据权利要求1所述的预防电铲失控的自动化控制装置，其特征在于:所述编码器为非接触式磁感应式的尺码测速编码器。3.根据权利要求1所述的预防电铲失控的自动化控制装置，其特征在于:所述电机控制模块为RPBA适配器模块。4.根据权利要求3所述的预防电铲失控的自动化控制装置，其特征在于:所述RPBA适配器模块包括有至少一个制动电阻，制动电阻并联在变频器的正、负直流母线两端。5.根据权利要求4所述的预防电铲失控的自动化控制装置，其特征在于:所述RPBA适配器模块包括有外部控制变频器的滑动变阻器。6.根据权利要求3所述的预防电铲失控的自动化控制装置，其特征在于:所述编码器采用四线电缆与RPBA适配器电连接，所述四线电缆连接的端口分别为OV、+24V、A+数据端和B数据端+。
【专利摘要】本实用新型公开一种预防电铲失控的自动化控制装置，除包括本实用新型实施例的预防电铲失控的自动化控制装置，包括电动机、具有变频器的电机控制模块、抱闸制动模块和齿码测速装置，所述齿码测速装置包括有安装在电动机转轴上的齿轮盘和可将齿轮盘转速编码数字化的编码器，所述电机控制模块还包括有比较器和总线接口模块。本实用新型的原有电气控制中引入提升电动机的转速检测功能，实现电铲提升部分在作业中突然失控瞬间及时抱闸制动，避免失控的发生。
【IPC分类】E02F9/20
【公开号】CN205024754
【申请号】CN201520619289
【发明人】翁庆坚, 陈军峰, 陈景强, 李大海
【申请人】广东广业云硫矿业有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年8月17日