专利名称：便携可充电式现场研磨装置、研磨方法及电源箱的制作方法
技术领域：
本发明关于火力发电的设备检测领域，特别关于对火力发电厂的金属部件表面进 行打磨以进行金相检测的装置和方法，具体地说是一种便携可充电式现场研磨装置、研磨 方法及电源箱。
背景技术：
火力发电厂的金属部件在高温高压下运行，按照行业规范，运行一定的时间需进 行现场金相检验，检验前须将金属表面研磨成镜面状态，完成这一工作程序的研磨设备是 需要现场有220V动力电源的研磨装置。目前现场满足这一工作要求的设备是现场打磨装 置。这些设备的一大缺点就是必须外接220V电源。如果外界没有电源，就不能完成检验工 作。同时，现场检验工作往往工期很短，可用电源又少，多方施工单位又同时作业，有些地方 没有电源箱，要从很远的地方把电源接过来等，这些都给现场金相检验带来极大的困难。目前从事现场检验工作的设备是“现场金相研磨装置”，这些设备的一大缺点就是 必须配备外接220V电源。如果外界没有电源条件，就不能完成检验工作。采用现有研磨设 备进行现场工作有如下不足(1)如果外界没有电源条件，就不能完成检验工作；(2)现场 检验对外界220V电源的要求较高，如合格证、保安系统等，不满足安全要求一律不能使用；如果电源较远，技术人员需要花费较多时间接线，尤其在锅炉上，炉高70-80米，接线 很困难；(4)去现场开展工作必需带几个电源线轴才能满足要求；(5)即使现场外接好了电 源，往往由于几方交叉作业，电源被意外拔掉，工作常常被中断，极大地影响了工作效率。现有技术为了解决野外作业电源使用不方便的问题，提出了采用可充电的电源箱 进行野外作业的技术方案。然而，由于充电电源为脉冲性会导致不均勻的输出，而对金属表 面进行现场研磨需要配合稳定的电源输出，否则会影响研磨的效果。因此，仅仅提供一个可 充电的电源箱并不能有效解决在野外进行现场研磨的问题。申请号为200520129861. 6，授权公告号为CN 2867614Y，名称为“具有充电装置的 充电箱”的实用新型专利；以及申请号为200520086177. 4，授权公告号为CN 2831583Y，名 称为“一种可在野外向用电器提供电源/充电的电源箱”的实用新型专利作为本发明的现 有技术合并于此。
发明内容
为了解决现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种便携可充电式现场研磨 装置、研磨方法及电源箱。该电源箱不仅可充电便于携带，还可以为不同的研磨粒度设定不 同的研磨速度，并为不同的研磨速度输出不同的定子电压。同时为了克服蓄电池电压不稳 定的缺点，该电源箱还接收电动机的实际反馈电压，来对输出电压进行调整，使实际工作电 压和转速相符合，从而为打磨头提供较稳定的输出电压以保证打磨的效果。为实现以上发明目的，本发明一实施例提供一种便携可充电式现场研磨装置，所 述装置包括电源箱、与所述电源箱连接的电动机以及与所述电动机连接的打磨头；所述电源箱包括蓄电池以及与所述蓄电池连接的逆变器，所述电源箱还包括调速控制装置，连 接所述逆变器以及所述电动机，接收电动机的转速设定指令，为所述电动机提供与所设定 转速对应的定子电压；所述打磨头，受所述电动机的驱动进行旋转打磨。
为实现以上发明目的，本发明另一实施例提供一种采用便携可充电式现场研磨装 置进行研磨的方法，所述便携可充电式现场研磨装置包括电源箱、与所述电源箱连接的电 动机以及与所述电动机连接的打磨头；所述方法包括所述电源箱接收电动机转速设定指 令；所述电源箱根据所述转速设定指令为所述电动机提供与设定转速对应的定子电压；所 述电动机驱动所述打磨头进行旋转研磨。为实现以上发明目的，本发明又一实施例提供一种电源箱，所述电源箱为电动机 提供驱动力，所述电源箱包括蓄电池以及与所述蓄电池连接的逆变器，所述电源箱还包括 调速控制装置，连接所述逆变器以及所述电动机，接收电动机转速设定指令，为所述电动机 提供与所述转速对应的定子电压。本发明的便携可充电式现场研磨装置携带方便、使用简单、作业效率高。采用该装 置可以直接在现场开展检验工作，不需临时寻找电源。本发明的电源箱中还具有对电动机 进行调速的功能，不同速度能够适应不同粒度的打磨需求。同时，为了克服蓄电池电压不稳 定的缺陷，在电源箱中还通过接收电动机的实际反馈电压来对输出电压进行调整，从而为 不同打磨速度提供稳定的输出电压，保证了打磨的效果。
图1为本发明实施例便携可充电式现场研磨装置的组合示意图；图2为本发明实施例电源箱的逻辑框图；图3为本发明实施例调速控制装置203的逻辑框图；图4为本发明实施例输出电压控制单元302的一种实现方式图；图5为本发明实施例对输出电压进行闭环控制的原理图；图6为本发明实施例对输出电压进行闭环控制的细化原理图；图6a为本发明实施例与现有技术采用不同调速方法的机械特性比较图；图7为本发明实施例电源箱的电路图；图8为本发明实施例采用便携可充电式现场研磨装置进行研磨的方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对 本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并 不作为对本发明的限定。图1为本发明实施例便携可充电式现场研磨装置的组合示意图。如图所示，该便 携可充电式现场研磨装置包括电源箱、与电源箱连接的电动机以及与电动机连接的打磨 头。本实施例的电源箱内包含有蓄电池、逆变器以及调速控制装置。其中，蓄电池由充电器 进行充电，逆变器将蓄电池的直流电源转换为交流电源，调速控制装置可以接收电动机转 速设定指令，为电动机提供与所设定转速对应的定子电压。该转速设定指令在实际产品中 可以通过调节位于电源箱上的调挡旋钮来完成，不同档位代表不同的电动机转速。打磨头与电动机通过软轴以及快速连接头连接，受电动机的驱动进行旋转打磨，不同的电动机转 速反应了不同的打磨速度。该电动机通过电缆(其中包括电源线和其他一些信号线)与电 源箱的电动机插座连接，电源箱和电动机还包括开关装置。
图2为本发明实施例电源箱的逻辑框图。如图所示，电源箱20包括蓄电池201以 及与所述蓄电池连接的逆变器202，电源箱20还包括调速控制装置203，连接逆变器202以 及电动机，接收电动机转速设定指令，为电动机提供与所述转速对应的定子电压。图3为本发明实施例调速控制装置203的逻辑框图，如图所示，调速控制装置203 包括电动机电压检测单元301，实时检测所述电动机的定子电压；输出电压控制单元302， 判断所检测的定子电压是否与设定的转速相对应，如果不对应则对输出电压进行调整，使 输出的定子电压满足设定转速的要求。图4为本发明实施例输出电压控制单元302的一种实现方式图，如图所示，输出电 压控制单元302包括晶闸管控制单元401以及晶闸管402。晶闸管控制单元401，根据实际 检测的电压以及蓄电池的输入电压，对所述晶闸管的导通相角进行控制；晶闸管402，连接 所述晶闸管控制单元和所述电动机，根据所述晶闸管的导通相角生成晶闸管的输出电压。图5为本实施例对输出电压进行闭环控制的原理图。考虑到采用蓄电池供电时输 出电压为脉冲性不均勻特点，而本实施例的研磨装置需要稳定的电压输出才能实现较好的 研磨效果，本实施例对输出给电动机的电压进行闭环控制，使输出的电压能够满足打磨速 度的要求。如图所示，晶闸管控制单元401接收逆变器202的输出电压U*，以及检测到的电 动机电压U，判断检测到的电压U是否符合设定的打磨速度的要求，如果符合则不对输入电 压U*进行调整，如果不符合则对所述晶闸管402的导通相角进行控制，使晶闸管402输出 符合要求的电压U给电动机。图6为本实施例对输出电压进行闭环控制的细化原理图。下面简单的说明一下这 种速度闭环控制系统能提高电机机械特性硬度的概念。当反映给定转速的电压『与反映 电机转速的电压U进行比较，得偏差电压Δυ =扩-υ，经速度调节器输出控制电压Uk，再经 触发器输出晶闸管的控制角α，且Uk增大α角减小。此α角的大小，决定了双向晶闸管 的输出电压值U，α角小，输出电压U高。图6a为本发明实施例与现有技术采用不同调速方法的机械特性比较图。当电动 机运行于图6a所示的A点时，这时的负载转矩为TL1，系统处于平衡状态。当负载转矩TLl 变成TL2时，如果没有转速反馈，电机电压不变，转速应由A点沿同一条机械特性降为C点 稳定运行。可见，转速变化很大。现在是速度闭环控制，情况就不同了。当电机转速下降时， u减小，这时『未变，偏差电压Au增大，使Uk增大。Uk增大，α角减小，则双向晶闸管输 出电压U增大，使电动机运行于图6a中的B点。可见，速度负反馈的作用提高了电机特性 的硬度。这种调速方法使电机的机械特性与打磨的机械工况相吻合，同时对逆变输出供电 电压不稳的特点有较好的自调节特性。图7为本发明实施例电源箱的电路图。本实施例采用速度调整模块对晶闸管进行 控制，由晶闸管输出电压给电动机。图8为本发明实施例采用便携可充电式现场研磨装置进行研磨的方法流程图。如 图所示步骤S801，电源箱接收转速设定指令，该指令可以通过旋转电源箱上的调挡旋钮实现。步骤S802，电源箱根据设定转速输出与该转速对应的定子电压。步骤S803，实时检测电动机电压反馈给电源箱。步骤S804，电源箱判断电动机电压是否与设定转速符合？步骤S805，如果不符合，则调整电源箱输出电压，使输出电压与设定转速符合。步骤S806，如果符合则由电动机接收输出电压，并带动打磨头进行研磨。本发明的便携可充电式现场研磨装置携带方便、使用简单、作业效率高。采用该装 置可以直接在现场开展检验工作，不需临时寻找电源。本发明的电源箱中还具有对电动机 进行调速的功能，不同速度能够适应不同粒度的打磨需求。同时，为了克服蓄电池电压不稳 定的缺陷，在电源箱中还通过接收电动机的实际反馈电压来对输出电压进行调整，从而为 不同打磨速度提供稳定的输出电压，保证了打磨的效果。以上所述的具体实施方式
，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式
而已，并不用于限定本发明 的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。以上具体实施方式
仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
权利要求
一种便携可充电式现场研磨装置，其特征在于，所述装置包括电源箱、与所述电源箱连接的电动机以及与所述电动机连接的打磨头；所述电源箱包括蓄电池以及与所述蓄电池连接的逆变器，所述电源箱还包括调速控制装置，连接所述逆变器以及所述电动机，接收电动机转速设定指令，为所述电动机提供与所设定转速对应的定子电压；所述打磨头，受所述电动机的驱动进行旋转打磨。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调速控制装置包括电动机电压检测单元，实时检测所述电动机的定子电压；输出电压控制单元，判断所检测的定子电压是否与设定的转速相对应，如果不对应则 对输出电压进行调整，使输出的定子电压满足设定转速的要求。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述输出电压控制单元包括晶间管控制 单元以及晶闸管；所述晶闸管控制单元，根据实际检测的电压以及蓄电池的输入电压，对所述晶闸管的 导通相角进行控制；所述晶间管，连接所述晶间管控制单元和所述电动机，根据所述晶间管的导通相角生 成晶闸管的输出电压。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源箱和所述电动机还包括开关装 置，用于控制所述电源箱和所述电动机的开启和关闭。
5.一种采用便携可充电式现场研磨装置进行研磨的方法，其特征在于，所述便携可充 电式现场研磨装置包括电源箱、与所述电源箱连接的电动机以及与所述电动机连接的打 磨头；所述方法包括所述电源箱接收电动机转速设定指令；所述电源箱根据所述转速设定指令为所述电动机提供与设定转速对应的定子电压；所述电动机驱动所述打磨头进行旋转研磨。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括实时检测所述电动机的定子电压，并将该定子电压反馈给所述电源箱；所述电源箱判断所检测的定子电压是否与设定的转速相符合，如果不符合则对输出电 压进行调整，使输出的定子电压满足设定转速的要求。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对输出电压进行调整包括根据实际检测的电动机定子电压以及蓄电池的输入电压，对晶闸管的导通相角进行控制；所述晶闸管根据所述导通相角生成晶闸管的输出电压给所述电动机。
8.一种电源箱，所述电源箱为电动机提供驱动力，其特征在于，所述电源箱包括蓄电池 以及与所述蓄电池连接的逆变器，所述电源箱还包括调速控制装置，连接所述逆变器以及所述电动机，接收电动机转速设定指令，为所述电 动机提供与所述转速对应的定子电压。
9.根据权利要求8所述的电源箱，其特征在于，所述调速控制装置包括输出电压控制单元，判断所检测的定子电压是否与设定的转速相对应，如果不对应则 对输出电压进行调整，使输出的定子电压满足设定转速的要求。
10.根据权利要求9所述的电源箱，其特征在于，所述输出电压控制单元包括晶闸管控 制单元以及晶闸管；所述晶闸管控制单元，根据实际检测的电压以及蓄电池的输入电压，对所述晶闸管的 导通相角进行控制；所述晶间管，连接所述晶间管控制单元和所述电动机，根据所述晶间管的导通相角生 成晶闸管的输出电压。
全文摘要
本发明提供一种便携可充电式现场研磨装置、研磨方法及电源箱。该便携可充电式现场研磨装置包括电源箱、与所述电源箱连接的电动机以及与所述电动机连接的打磨头；所述电源箱包括蓄电池以及与所述蓄电池连接的逆变器，所述电源箱还包括调速控制装置，连接所述逆变器以及所述电动机，接收电动机转速设定指令，为所述电动机提供与所设定转速对应的定子电压；所述打磨头，受所述电动机的驱动进行旋转打磨。本发明的便携可充电式现场研磨装置携带方便、使用简单、作业效率高。采用该装置可以直接在现场开展检验工作，不需临时寻找电源。
文档编号H02P27/06GK101870083SQ20091008251
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者蔡文河 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司