专利名称：粗纱机断电紧急补充电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及粗纱机电源供给装置的改进。
背景技术：
目前，所应用的粗纱机系统中，为了便于多电机速度的调控和相对机构运转稳定，往往配套有变频电源，也称变频器。粗纱的质量与变频器的作用和正常工作关系极大。实际应用时，一个粗纱机组由多台粗纱机组成，由一台计算机实现群控，每台粗纱机单独配套变频器，以实现和保证粗纱机主机稳定转速和各传动机构之间的严格配合，用以保证粗纱的纺制质量。然而在机组工作期间会遇见供电总电源或各粗纱机分电源的突然中断，变频器所控的电机会产生不受控自由停转，从而造成某个甚至全部机组粗纱机无法执行计算机发出的紧急停车指令。该指令下达后的执行过程中各机构中原有严格的停车次序被打乱，从而造成粗纱机全台面断纱或打卷，使恢复供电后很难马上恢复工作状态，造成质量事故。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有粗纱机电源供给装置存在的问题进行改进设计，增设一个粗纱机断电紧急补充电源，使紧急断电的情况下，变频器可以继续工作，并顺利执行完控制计算机发出的紧急停车指令，防止断纱和打卷的事故发生。
分析变频器现有的结构中，均有交流电源端口和外部直流电源端子。外部交流电流进入变频器后经三相桥式整流电路转换为直流源，该直流源即通过跨接电容与外部直流端子并连。再由直流源径振子电路转换为频率可调的三相交流电源去控制粗纱机中的主电机转速，当外部电源故障发生时，实际上是变频器的直流源掉电造成主电机的停转，无法正确执行延迟停车的紧急刹车指令。在外部电源中断的同时，如能将备用直流电源切换到变频器的直流端子上，即可以维持主电机的工作状态，直至完成紧急停车指令，从而避免全台断纱或打卷事故的产生，本实用新型的设计即是出自于以上的考虑。
为此，本实用新型所增设的备用电源蓄电池(或称直流电瓶)及相配套的输入、输出开关电路中，特别将开关电路设计成为一个与直流电瓶供、充电迥路串连的受控开关路，控制电路则是由一个以CPU为核心的微处理单元及与该单元的输入接口相连的粗纱机断电状态传感器，以及与该单元输出接口相连的开关触发电路组成，直流电瓶的输出通过开关电路接至变频器的直流端子上。状态传感器采集到的断电信号进入微处理单元，经CPU识别后，从输出端口发出相应的开关电路触发信号，开关电路启动使开关完成切换将电瓶接到对应的变频器直流端子上，实现紧急直流供电，以保证停车指令的正确执行。
下面结合符图进一步说明本实用新型的发明目的是如何实现的。
附图1本实用型的结构及应用的原理图。
附图2为微处理单元的结构示意图其中UF1-Ufn代表变频器，P+、P-代表变频器的直流外接端子，M1-Mn为粗纱机主控电机，B代表直流电瓶，D1、D2为整流二极管，P代表微处理单元，KA1-KAn代表断相断电传感器(继电器)，J为执行继电器，CPU代表微处理单元中的中央处理芯片，A/D代表模数转换器，74LS代表暂存器，EPROM代表存有控制程序和中间数据的EPROM，D/A代表数模转换器，Q代表执行开关电路，UPS代表不停电电源。B代表直流电瓶。
具体实施方式
直流电瓶B的两端通过双向二极管(D1、D2)和受控的继电器J接至粗纱机组中变频器UFn的外部直流电源端子(P+，P-)上，实际是接在所有变频器直流电源端子(P+，P-)的公共用线上。受控继电器J串接在电路中或串接在供电支路之中(即与二极管D2串接)。这样在没有发生紧急情况时，直流电瓶B处于浮充电状态。在充电二极管D1支路上可以串接个电阻，以调整该电阻大小可以选择一个最佳的浮充电流，以保证在应急启用时电瓶处于满荷状态。将断电状态传感器KAn设定在粗纱机电源总线上，或每个粗纱机的三相电源支线上，或二处均设置，可以使任何情况下的停断电信号传至微处理单元P。具体传感器可采用三相断相、断电保护继电器KAn。它可以将任一相断电信号随时传至微处理单元P，从而完成紧刀电源切换和发出正常的停机指令(Stop)。
为适应本补充电源的功能上的需要，本实用新型的结构中，单设有微处理单元P，它以中央处理器CPU为核心，可以采取48/51系列的芯片。判断与控制程序和中间数据可存贮在所设的可擦写存贮器EPROM中，并通过中间暂存器74LS与中央处理单元CPU实现双向信息交换，并调控整个电源的工作状态和工作过程。所采集到的状态信号通过模数转换器A/D进入微处理单元P，经程序判定后，将执行指令从输出端口经数模转换器D/A发至开关控制电路Q，驱动开关电路中的执行开关继电器J动作，完成开关切换，将直流电瓶B的输出加载到变频器UFn的直流端子(P+，P-)上。同时，向粗纱机组的主控计算机发出STOP指令。启动正常停车程序，进行检修线路故障。本微处理单元P配有不停电电源UPS以保证全部过程的可靠性。
按以上结构设置补充电源后，从根本上杜绝了全台断线和打卷的重大事故现象，提高粗纱机组整机运行的可靠性和质量，对粗纱机来讲具有特别的实用价值。
权利要求1.粗纱机断电紧急补充电源，由备用直流电瓶(B)和与直流电瓶(B)相连的输入、输出开关电路组成，其特征在于电瓶(B)的输入与输出开关电路是受控开关电路，控制电路由以中央处理器(CPU)为核心的微处理单元、与该单元输入接口相连的粗纱机断电状态传感器(KAn)和与该单元输出接口相连的开关触发电路组成，电瓶(B)的输出端通过开关(J)接到粗纱机变频控制器的直流电源外部端子(P+，P-)上。
2.根据权利要求1所说的粗纱机断电紧急补充电源，其特征在于直流电瓶(B)输出端是通过双向二极管(D1、D2)和受控继电器(J)接在粗纱机组变频器外部直流电源端子(P+，P-)的公共母线上，受控继电器(J)串联在电瓶迥路中或串联在电瓶(B)供电支路之中。
3.根据权利要求1所说的粗纱机断电紧急补充电源，其特征在于粗纱机断电状态传感器(KAn)为感应线圈式的断相，断电保护继电器，设定在粗纱机组的主供电线路或各独立运行的粗纱机供电线支路或两处均设置，所采集的状态信号，经模数转换器(A/D)变为数字信号，再送至微处理单元(P)的输入端口。
4.根据权利要求1所说的粗纱机断电紧急补充电源，其特征在于微处理单元(P)的结构中，有中央处理器(CPU)，其外围芯片为设在状态传感器(KA1-KAn)和串行接口之间的模数转换器(A/D)设在输出端口和开关电路(Q)之间的数模转换器(D/A)，和与暂存器(74LS)相连并存有判断与过程控制软件的存贮器(EPROM)，微处理单元(P)配有独立供电的不停电电源(UPS)。
专利摘要本实用新型涉及一种粗纱机紧急断电补充电源，是对现有变频器供电系统的完善和补充。补充电源包括直流电瓶和其受控开关电路组成，跨接在变频器的外部直流电源端子上。控制电路由断电状态传感器，开关控制电路和微处理单元组成，传感信号经模数传换器接到微处理单元，经存贮于EPROM中的控制程序判定后，由输出接口输出开关信号从输出端经数模转换接至开关电路，完成开关切换将紧急补充电源接至变频器的直流端子上，从而防止因停电造成的全台断线或打卷。
文档编号H02J9/06GK2729992SQ200420016419
公开日2005年9月28日 申请日期2004年7月21日 优先权日2004年7月21日
发明者刘晖, 王占杭 申请人:河北太行机械工业有限公司