集装箱码头大型设备编码器测试装置的制作方法

本实用新型属于集装箱码头装卸设备的电器自动化技术领域，尤其涉及一种集装箱码头大型设备编码器测试装置。

背景技术：

龙门吊和桥吊是港口的主要设备，编码器是龙门吊和桥吊进行集装箱装卸作业时，对起升、大车、小车等电机进行闭环控制的必要机电自动化反馈装置。港机上编码器都安装在电动机尾端或机械传动轴上，生产作业中常常因为高温或者震动，发生编码器异常的故障，有时故障呈时有时无，不易判断。修理过程影响生产作业时间较长，造成船期延误等给公司对外服务带来负面影响。

龙门吊和桥吊编码器使用周期受控因素较多，安装不平整不到位、使用环境恶劣，长期受油污、温度过高、机械震动，造成使用寿命长短不一，一般使用年限在3年左右，更换维护费用大。本公司现有41台新老搭配的轮胎式龙门吊和1台换箱门机及11台桥吊，大量的编码器在这些港机上应用着。而编码器工作方式是依靠电机或机械传动的中心轴带动，来读取测速反馈信号，形成自动化控制。同时编码器在工作过程中造成的故障占设备总故障的比例也居高不下，这就需要港机技术员在编码器的测试保养上花更多的时间。为了实现编码器测试维修保养的自动化功能，需要一个自动化的编码器测试工作台，使编码器在真实工况运行下测试，是这次研究的方向。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种具有体积小、移动方便、实时工况模拟性高、测试准确性高、低成本、低功耗、低复杂度的集装箱码头大型设备编码器测试装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，包括电机、调速装置、霍尔测速数显装置、电源、转换开关按钮、指示灯、示波表，所述的电机的中心轴通过联轴器与编码器相连，电机与调速装置间通过控制电路相连接，且该控制电路上串入有双向可控硅；所述的转换开关按钮与调速装置间设有指示灯，调速装置通入有电源；所述的霍尔测速数显装置由霍尔速度检测开关和速度显示表组成，其中霍尔速度检测开关分别与调速装置和电机相连接，速度显示表与霍尔速度检测开关相连接；所述的编码器与示波表相连。

作为优选，所述的电源分为主工作电源和副工作电源，该主工作电源为电机和编码器提供电源，副工作电源为调速装置、霍尔测速数显装置及示波表提供电源。

作为优选，所述的指示灯上分别设置有电源指示、电机正转指示、电机反转指示。

作为优选，所述的转换开关按钮上分别设置有正反转调换按钮、速度调整按钮、电源开关按钮。

本实用新型的有益效果为：港机编码器应用量大，测试工作台功能主要解决测试维保编码器，具有体积小、移动方便、实时工况模拟性高、测试准确性高、低成本、低功耗、低复杂度的特点，对编码器维保修理检测工作带来极大便利，使电器技术人员有个顺手的实用型测试装备，使技术人员少走维修弯路，让编码器得到充分利用，促进提前维护保养思路，杜绝或降低编码器购置成本，避免因编码器故障带来的影响生产作业情况；另外，本编码器测试工作台，还可拓展应用到其它行业上的编码器测试维保工作。

附图说明

图1是本实用新型的编码器测试装置方框示意图。

图2是本实用新型的编码器测试装置电路原理图。

图3是本实用新型的编码器测试装置示意图。

附图中的标号分别为：1、电机；2、调速装置；3、霍尔测速数显装置；4、电源；5、转换开关按钮；6、指示灯；7、示波表；8、编码器；9、控制电路；31、霍尔速度检测开关；32、速度显示表。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：如附图1至3所示，本实用新型包括电机1、调速装置2、霍尔测速数显装置3、电源4、转换开关按钮5、指示灯6、示波表7，所述的电机1的中心轴通过联轴器与编码器8相连，电机1与调速装置2间通过控制电路9相连接，且该控制电路9上串入有双向可控硅；所述的转换开关按钮5与调速装置2间设有指示灯6，调速装置2通入有电源4；所述的霍尔测速数显装置3由霍尔速度检测开关31和速度显示表32组成，其中霍尔速度检测开关31分别与调速装置2和电机1相连接，速度显示表32与霍尔速度检测开关31相连接；所述的编码器8与示波表7相连。

所述的电源4分为主工作电源和副工作电源，该主工作电源为电机1和编码器8提供电源，副工作电源为调速装置2、霍尔测速数显装置3及示波表7提供电源。

本实用新型的电机1采用齿轮减速电容运转异步电机，其主要的参数：

电机额定功率40W，额定电流为0.35A，启动电容为2.5uf/450V，频率:50HZ，输入电压：AC220V，额定转速1300r/min。

针对拖动编码器具体的需求，我们选择了51K40GN-CR齿轮减速电容运转异步电机，其搭配通用小型螺旋齿轮使用，可以缓冲启动时的冲击，达到易调速控制特点，且稳定性好。

正反转切换主要用途是改变测试工作台电机运行旋转方向，即编码器8的旋转方向，来反映生产作业时的实际运行工况。用转换开关按钮5改变电机运行方向，以达到编码器8旋转方向的改变。

另外，在此基础上加上LED识别的指示灯6，红色代表电源指示，绿色代表电机正转指示，黄色代表电机反转指示，使各状态一目了然。

调速装置2的原理与作用：

本调速装置原理：调速装置2内的单相交流电机调速器的工作原理是在电机1的控制电路9中串入双向可控硅，通过积分器与转速给定信号比较，其误差放大后和过零触发信号经驱动移相触发器实现电压自动调整从而使转速稳定在给定值，控制双向可控硅的导通角从而控制电机1的端电压。需要改变转向时,只需将电机1正反转接头对换即可；该控制电路9是带反馈可控硅调压电路。

本调速装置2采用AC220V供电，频率50HZ，最大电流5A，可带动电机功率为6-140W，调速反应灵敏度0.5％，通过双向SCR，改变其导通角来进行速度调节，可完全适应测试工作台电机1调速拖动编码器8。

霍尔测速数显装置构成及选型

霍尔测速数显装置工作原理：有两部分组成，霍尔速度检测开关31和速度显示表32。霍尔速度检测开关31是由是一种利用霍尔效应的磁感应式电子开关，属于有源磁电转换器件。当霍尔感应头与磁铁处于垂直状态，两端产生电位差，将这个信号传给速度显示表32并计数1，在一分钟内，如此反复，就完成了转速测量工作。

速度显示表32的测速范围：9999-3.8转/分钟，输入电源：DC8-24V或AC6-18V，输出电流：20MA供传感器用，4位LED显示，采用低速测周期，高速测频率，通过算法使整个测量范围保持高精度，能瞬时反映转速，如停机时能立即显示零，并使显示数据不闪烁。采用精密的电压基准源，温度系数小，采用光耦隔离，数字滤波，抗干扰性能好，工作稳定，广泛应用于测速，故选择此款。

测试装置的电源解决方案

主工作电源AC220V解决方案：采用安全隔离变压器，使测试台与市电安全隔离，同时又可预防电源谐波干扰，防止影响编码器8的测试精度。由此，既可实现提高测试精度又能确保人员的安全。

副工作电源解决方案：采用变压器降压，经桥式整流滤波稳压后，产生DC12V的稳定电压，此电压完全可满足调速控制、速度显示表32的供电要求。

港机编码器测试装置运行过程

港机编码器测试台控制流程：测试台接通电源4，按需选择正反转的转换开关按钮5，使正反转控制命令切换到电机1，相应指示灯6点亮；通过调速装置2控制电机1的速度，同时霍尔速度检测开关31内的霍尔传感器检测到电机1的速度，使电机1转速反应在速度显示表32上。此速度也就是编码器8实时旋转速度和运转方向，能较好的反应机上实时运行速度的状态。

测试工作台上的编码器8的缓冲联轴器

本实用新型为了适应编码测试应用，开发了同港机上相同的编码器8连接电机1中心轴的联轴器，联轴器主要数据是根据编码器中心轴的长度，两边孔径，紧固的特点，使测试台能与各种品牌的编码器进行连接测试。

本测试装置可配合示波表7测波形

本实用新型依据港机实时工况进行运行，编码器8是以波形正常与否为依据。所以结合示波表7对编码器8输出波形进行直观观察，通过测量跟踪，让有故障的编码器8暴露出来，另外对时有时无的隐蔽性故障编码器，进行故障跟踪，直至修复。

另外，本实用新型可与任何示波表匹配测量，不受测试台的约束。

本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本实用新型所提供的结构设计，都是本实用新型的一种变形，均应认为在本实用新型保护范围之内。