起重机回转控制器的制作方法

专利名称：起重机回转控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于特种电机调压调速控制， 一种起重机的回转控制装置。
背景技术：
当前我国在起重机的回转控制领域多采取分档的串联不同电阻的降压技术来控制起重机的回转臂的启动行走和停止，该技术运行不平稳，体积大，并不能有效而准确的控制起重机的回转力度和角度；虽然也有变频器控制技术在应用，但成本高，并且涡流还需另外的装置控制，效果并不十分理想；而是否能够有一种质量优秀、比较便宜且运行平稳的控制装置是一个亟需解决的问题。

发明内容
发明目的本发明提供一种起重机回转控制器，其目的是解决以往的分档的串联控制器体积大、运行不平稳的问题和以往的变频器控制技术成本高，效果不好的问题。
技术方案本发明是通过以下技术方案实现的
一种起重机回转控制器，其特征在于所述起重机回转控制器包括中央控制电路、电源电路、操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转向驱动电路、同步信号采集电路和参数设定仪；所述操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转向驱动电路、同步信号采集电路和参数设定仪均与中央控制电路连接；所述电源电路与中央控制电路、操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转向驱动电路和同步信号采集电路连接。
所述可控硅驱动电路为七个。
所述中央控制电路包括单片机、 一个涡流驱动脉冲产生电路、六个可控硅驱动脉冲产生电路和一个脉冲振荡波产生电路；所述涡流驱动脉冲产生电路和
可控硅驱动脉冲产生电路的其中一个输入端分别与单片机的引脚连接，另一个
输入端接至脉冲振荡波产生电路的输出端；所述涡流驱动脉冲产生电路和可控硅驱动脉冲产生电路的输出端连接至可控硅驱动电路上的输入端；在戶万述单片机上还连接有三个单刀双掷开关，每个单刀双掷开关分别连接至单片+几的一个引脚。
所述操作命令采集电路包括操作电位器和电压跟随器；所述电压足艮随器分为上电压跟随器、中电压跟随器和下电压跟随器；所述上电压跟随器通过端口连接至操作电位器的上端，所述中电压跟随器通过端口连接至操作电{立器的活动端，操作电位器的下端通过端口连接至地电位，所述下电压跟随器通过端口固定连接在操作电位器的中间位置；所述中电压跟随器通过端口连接至中央控制电路；所述上电压跟随器与中电压跟随器之间还连接有电阻；所述中电压跟随器与操作电位器的接地端之间也连接有电阻。
所述同步信号采集电路中包括三相交流同步采集电路和涡流同步采集电路；所述三相交流同步采集电路包括三相电源、三个光电耦合器和三个运算放大器；所述三个光电耦合器分别为上光电耦合器、中光电耦合器和下光电耦合器；所述三相电源分别经三个功率电阻接到三个光电耦合器的发光二极管正极，另外，每个发光二极管还反向并联一个保证反向电流也能通过的二极管，这三个耦合器的发光二极管负极接在一起形成三相星型接法；所述三个光电耦合器的输出端分别接入三个运算放大器的同相输入端，三个运算放大器的反相输入端接固定电位，三个运算放大器的输出端接入中央控制电路；所述涡流同步采集电路包括上光电耦合器、下光电耦合器；所述上光电耦合器的二极管正极与下光电耦合器二极管的负极连接后通过电阻接入上信号端口，下光电耦合器二极管的正极与上光电耦合器的二极管负极连接后接至下信号端口 ；所述上光电耦合器和下光电耦合器的输出端并连后接到运算放大器的同相输入端，从而形成当上、下端口的信号强度相等时都有脉冲输出的电路，而该运算放大器的反向输入端接入固定电位。
所述可控硅驱动电路中电源通过第一电阻、第一电容连向第一三极管的基极，形成了由电源经第一电阻和第一电容控制第一三极管的导通回路；而第二三极管的集电极连向第一电阻和第一电容的交点处；上信号端经过第二电阻连接至第二三极管的基极，形成控制第二三极管导通与否的回路，进而也形成第
二三极管控制第一三极管是否导通的回路；下信号端经过第三电阻接向第三三 极管的基极，形成控制第三三极管导通与否的电路；第一三极管的集电极与第 三三极管的集电极连接后直接接入脉冲变压器的原边下端；脉冲变压器原边的 下端同时连向第一二极管后经过所有可控硅驱动电路的公共点连向公共的稳 压管的负极，稳压管的正极同时连向脉冲变压器原边的上端和电源；脉冲变压 器的付边的中心抽头的输出端连向可控硅的阴极，脉冲变压器的付边的两端分 别连两个二极管的正极，两个二极管的负极连在一起，接向可控硅的控制极； 所述第二二极管负极接入第一三极管的基极与第一电容的交点，第二二极管的 正极接入第二三极管的发射极。
参数设定仪由单片机、三个LED数码管、两个按键和串行通讯接口及其附 属元件组成；每个LED数码管均从七个对应的段引出七根数据线，相对应的段 的数据线相连后通过电阻连入单片机；单片机同时通过三根线分别连向三个三 极管的基极，同时三个三极管的集电极连在一起，连向串行通讯接口的第二脚， 所述串行通讯接口的第二脚是电源端；三个三极管的发射极分别连向对应的 LED数码管的共阳极控制端；串行通讯接口则接入至中央控制电路；两个按键
中每个按键的一端均连向单片机的一个脚并同时分别通过一个电阻连向串行 通讯接口的第二脚；两个按键的另一端则接在一起连向串行通讯接口的第一 脚，所述串行通讯接口的第一脚与中央控制电路的共地端相连；单片tl的电源 端和地端分别连向串行通讯接口的第二脚和第一脚；单片机另一方面通过两脚 分别连向串行通讯接口的第三脚和第四脚，形成与中央控制电路进行串行数码 通讯的数据线。
优点及效果本发明提供一种起重机回转控制器，所述起重机回转控制器 包括中央控制电路、电源电路、操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转 向驱动电路和同步信号采集电路；所述操作命令采集电路、可控硅驱动电路、 电机转向驱动电路和同步信号采集电路均与中央控制电路连接；所述电源电路 与操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转向驱动电路和同步信号采集电路连接。该装置采用可控硅三相移相触发调压技术，控制电机的包括启动，停止， 及全速的运行，同时另有可控硅单相调压控制涡流电压，来配合电机的运行.电 机和涡流的作用方向是相反的，这样使得回转臂运行平稳.装置的控制核心是
单片机.有8组控制参数预存在单片机内，可以适应不同臂长的吊(起重机)，只 用三个单刀双掷微动开关来选择8组中的1组，使用起来特别方便.同时对于特 殊情况，还可以用参数设定仪，来修改任意1组参数，让操作者能够能在最大范 围内用好吊.每一组参数都包括9个参数，它们是电机启动起始电压，软启动 时间(由起始电压开始到施加全电压的时间)，软停止时间(由全电压到起始 电压再立即回到零的时间)，涡流上升时间(由0到涡流最大值)，涡^E下降时 间(由涡流最大值到0)，涡流上升时的最小值(由0上升到该值没有时间延 迟)，涡流最大值(小于等于100%)，反车制动强度(小于等于100%)，电机下 降瞬间的最大值(小于等于100%)，其中的后4项具有创新意义，特别是"反车 制动强度"，它的作用是，当吊在行走过程中，需要紧急停车时,把操作杆打到反 向位置，这就意味着要快速停车,停车快慢受该参数大小决定，同时也受操纵杆 打入深度的影响，就好比是汽车的刹车踏板，踩得越深，刹车力越强.这种方式 是柔性的，尽管刹车很快，吊也是平稳的.该参数增加了使用的安全性.
该发明结构简洁合理，实用性强，比较利于大范围的推广应用。


图1为本发明的使用状态的整体结构框图2为本发明的整体结构框图3为本发明的操作命令采集电路的结构图4为本发明的中央控制电路的结构图5为本发明的电源电路的结构图6为本发明的可控硅驱动电路的结构图7为本发明的同步信号采集电路的结构图8为本发明的电机转向驱动电路的结构图9为本发明的参数设定仪的结构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的说明 如图2所示，本发明提供一种起重机回转控制器，所述起重机回转控制器 包括中央控制电路l、电源电路2、操作命令采集电路3、可控硅驱动电路4、 电机转向驱动电路5、同步信号采集电路6和参数设定仪11;所述操作命令采 集电路3、可控硅驱动电路4、电机转向驱动电路5、同步信号采集电足各6和 参数设定仪11均与中央控制电路1连接；所述电源电路2与中央控制电路1、 操作命令采集电路3、可控硅驱动电路4、电机转向驱动电路5、同步信-号采 集电路6连接。所述可控硅驱动电路4为七个。
如图3所示，装置接收的命令来自操作命令采集电路3;所述操作命令釆 集电路3包括操作电位器和电压跟随器；所述电压跟随器分为上电压跟随器 U11A、中电压跟随器U11B和下电压跟随器U12A;所述上电压跟随器U11A通 过端口 R一0连接至操作电位器的上端，所述中电压跟随器U11B通过端口 R—1 连接至操作电位器的活动端，操作电位器的下端通过端口 R一2连接至地电位， 所述下电压跟随器U12A通过端口 R一3固定连接在操作电位器的中间接点；所 述中电压跟随器U11B通过端口 AIO连接至中央控制电路l的单片机7的一个 引脚；所述上电压跟随器U11A与中电压跟随器U11B之间还连接有电阻R11; 所述中电压跟随器U11B与操作电位器的接地端之间也连接有电阻R12。该电 路中通过操作电位器发出指令，其中连接上电压跟随器U11A的端口 R—0给电 位器一端送上一个恒压值Vdd (3.3伏)，连接操作电位器的下端的端口 R_2 为地电位，连接电位器的活动端的端口IL1接收电阻的滑动头的分压值，该值 经过中电压跟随器U11B送到端口 AIO到达图4中所示的中央控制电路1中的 单片机7，当电位器滑动头在中间位置时为电机停止命令和涡流最大命令；向 上为正转，越向上给电机的电压越高，涡流电压越低，向下为反转，越向下给 电机的电压越高，涡流电压越低，滑动头的位置与操纵杆联动，这样就把操纵 杆的位置变成相对应的命令，送给了单片机7。图3中与下电压跟随器U12A 相连的端口 R一3产生图中标号为Vdd的电源的一半的电压值，也就是Vdd/2， 送到电位器的第4个头，也就是与下电压跟随器U12A连接的头，它死接在电
9位器的正中间位置，它起到一个保护作用，即当有电位器的两个端头有一个断
线时，当滑动头滑动到断线这一端时，与中电压跟随器U11B连接的输出端口 AIO得到的电压是来自与下电压跟随器U12A连接的端口 R—3的、标号为Vdd 的电源的一半的电压值，也就是Vdd/2，此时为电机停止命令和涡流最大命令， 如果没有与下电压跟随器U12A连接的端口 R—3的钳压作用，在这种情况下，与 中电压跟随器U11B连接的端口 R—1无论在任何位置将会输出Vdd或地电压，
这是一个电机给全压和无涡流的命令，这是一种危险的状态；而上电压跟随器 U11A与中电压跟随器U11B之间的电阻R11以及中电压跟随器U11B同操作电 位器接地端之间的电阻R12的作用是当电位器滑动头断线时，因两个电阻的阻 值相等即R11=R12，这时候与中电压跟随器U11B连接的输出端口 AIO得到的是 Vdd/2，是电机停车和涡流最大命令，电阻Rll、 R12相对电位器来说f直很大， 它的存在对电位器值影响可以忽略。本方案的设计充分考虑到了运行的安全 性。需要指出的是，装置接收的命令和实际电机和涡流运行的状态一般在实践 上是不同步的，例如当操作杆由停止命令状态快速打到全压状态时，即电位 器滑动头由中间位置快速打向一端的位置时，电机由停止到全电压要经过软启 动时间才能到达全电压，涡流要由最大值经过涡流下降时间后才能回到零。
图4是中央控制电路1，所述中央控制电路1包括单片机7、 一个涡流驱 动脉冲产生电路8、六个可控硅驱动脉冲产生电路9和一个脉冲振荡波产生电 路10;所述涡流驱动脉冲产生电路8和可控硅驱动脉冲产生电路9的其中一 个输入端分别与单片机7的引脚连接，另一个输入端接至脉冲振荡波产生电路 10的输出端；所述涡流驱动脉冲产生电路8和可控硅驱动脉冲产生电路9的 输出端连接至可控硅驱动电路4上的输入端；在所述单片机7上还连接有三个 单刀双掷开关，每个单刀双掷开关分别连接至单片机7的一个引脚。
中央控制电路1是整个装置的控制核心，它把图3中所示的操作命令采集 电路3中输出端口 AIO送来的模拟量信号送到单片机7的模拟量输入脚，并在 单片机7内转换成数字量，数字量范围为0 1023，在中间值512加减80范围 内为停车命令；在512+80到1023之间为正转命令，由512-80到0之间为反转命令，两端各留有30的死区，以防电位器的误差.图中标号TR, TS， TT所表示 的是三相电源每一相的零点时刻产生的同步脉冲信号，下降沿为零点时刻，它 是触发可控硅的参考时刻点。标号TW是电源R，S两相交点的同步，每一个周 波的两个交点时刻都有一个脉冲下降沿，它是触发涡流可控硅的时刻参考点。 图4中右侧的7个或非门是产生7个驱动脉冲的电路，其中最上面的标号8
所示的是涡流驱动脉冲产生电路，下面的六个或非门是电机可控硅驱动脉冲产 生电路9，分别对应三相电源+R和-R、十S和-S、 +1和-1相的驱动。每个门的 一个输入端与单片机7的一个脚相连，该脚是由单片机经过计算后输出一个 90度宽度的负脉冲，是触发可控硅时间。或非门的另一个脚是由标号为SA555 的芯片输出的周期约为16微秒的脉冲振荡波，这个脉冲波由或非门输出的允 许条件就是由与单片机7连接的另一个输入端产生90度负脉冲的低电平。图 中标号IO就是脉冲振荡波产生电路，辅助元件是电阻R5和R6和电容C1。图 中3个单刀双掷开关S4、 S5、 S6接到单片机的三个脚，每个开关可以看做是 二进制码的一位。这三个开关的位置可以有8种不同的组合，可以适应8种不 同臂长的吊的控制，当前市场上运行的吊基本可以复盖。图4中标号为ZX和 FX的端口是正转和反转命令端口，由单片机7的两个脚产生，低电平有效， 它的产生是单片机7接收操作电位器命令，经过计算后得到的。图中的标号U5 是同时具有电源监控功能、看门狗功能和EEPROM存储器功能的芯片X4043，
它的作用是保证单片机7上电可靠复位及连续运行，另一个功能是保存八组不 同的吊的被修改的参数，这种修改必须用参数设定仪来进行。如果不修改参数 即使用原系统默认的参数，它保存在单片机7的程序存储区中。图中标号J2 接口就是用来连接参数设定仪11的串行UART接口 。图中的标号Jl接口是接 液晶显示器的。图中的发光二极管D1是运行的状态指示灯，能指示系统正常 与否，正常状态时，亮和灭都持续时间均等，当加速时，闪烁频率加快，闪烁 频率与电机电压成正比；在故障状态下，分为故障码l， 2， 3，每个显示周期， 短闪亮(闪亮时间=1/3秒)的次数就是故障码数，每次故障码闪烁完成之后， 要灭相对较长时间，以表示该故障码已表达完毕，如果该故障仍然存在，再循环显示该故障码。故障码的含义
故障码l:缺相，表明来至标号为TR，TS,TT端口的信号未被单片丰几7全 部检测到，这表明三相其中有未接入的，或板内同步信号电路有故障； 故障码2:未检出涡流同步信号，这种故障多发生在控制器内部。 故障码3:当上电时操纵杆不在停止位置。 在故障状态下，不能启动，从而达到保护的目的。
图5是普通的电源电路，变压器是380伏/15伏的，原边由R、 S两相输 入，该电源电路经D21的全波整流和C21的滤波，产生电路中的最高直流电压 V+，，经两级电压稳压从而产生两种电源VCC(5V)和Vdd(3. 3V)，分别用于不同 的电路。变压器的付边还产生两个信号WT1， WT2，用于涡流可控硅触发的同步。
图6是可控硅驱动电路，所述可控硅驱动电路4中电源V+通过第一电阻 R33、第一电容C31连向第一三极管T31的基极，形成了由电源V+经第一电阻 R33和第一电容C31控制第一三极管T31的导通回路；导通时间由第一电阻R33 和第一电容C31的时间常数来决定；而第二三极管T30的集电极连向第一电阻 R33和第一电容C31的交点处；上信号端KX经过第二电阻R31连接至第二三 极管T30的基极，上信号端KX控制第二三极管T30导通与否，第二三极管T30 控制第一三极管T31是否导通；下信号端KXP经过第三电阻R32接向第三三极 管T32的基极，下信号端KXP控制第三三极管T32导通与否；第一三极管T31 的集电极与第三三极管T32的集电极连接后直接接入脉冲变压器PT1的原边下 端；脉冲变压器PT1原边的下端同时连向第一二极管D32后经过所有可控硅驱 动电路的公共点VZ连向公共的稳压管WZ的负极，稳压管WZ的正极同时连向 脉冲变压器PT1原边的上端和电源V+;在第一三极管T31和第三三极管T32 导通期间，脉冲变压器PT1原边形成上正下负的电压，同时，在付边感应出下 正上负的电压；在第一三极管T31和第三三极管T32截止期间脉冲变压器PT1 中的续流电流由原边下端经过第一二极管D32和稳压管WZ回到原边上端，从 而形成了原边下正上负的电压，同时，在付边感应出上正下负的电压；脉冲变 压器PT1的付边的中心抽头的输出端连向可控硅的阴极，脉冲变压器PT1的付
12边的两端分别连两个二极管D33、 D34的正极，两个二极管D33、 D34的负极连 在一起，接向可控硅的控制极，从而无论脉冲变压器PT1的付边上或下的哪端 为高电压时，都会令该电压由与脉冲变压器PT1付边连接的两个二极管D33、 D34之一输出到可控硅控制极；低电压端是付边的中心抽头，从而形成可控硅 的触发回路；所述第二二极管D31负极接入第一三极管T31的基极与第一电容 C31的交点，第二二极管D31的正极接入第二三极管T30的发射极；第二二极 管D31的作用是当第二三极管T30导通时，第一电容C31中积累的电荷通过第 二三极管T30和第二二极管D31泄放掉，进而保证整个电路的循环正常运行； 共有7套这个电路，共驱动7个可控硅， 一个用于涡流，六个用于电机，用于 涡流的可控硅驱动电路与图4中的涡流驱动脉冲产生电路8对应，而六个用于 电机的可控硅驱动电路与图4中的六个可控硅驱动脉冲产生电路9——对应； 用于涡流的连接至图4所示的中央控制电路1中的涡流驱动脉冲产生电路8， 而用于电机的则连接至可控硅驱动脉冲产生电路9;图6中标号为KX的端口 分别各自连接至图4中标号为KW、 Kl、 K2、 K3、 K4、 K5或K6的端口；而图6 中标号为KXP的端口连接至图4中鼎P、 K1P、 K2P、 K3P、 K4P、 K5P或K6P的 端口。
图7是同步信号采集电路，所述同步信号采集电路6中包括三相交流同步 采集电路和涡流同步采集电路；所述三相交流同步采集电路包括三相电源、三 个光电耦合器和三个运算放大器；所述三个光电耦合器分别为上光电耦合器 U41、中光电耦合器U42和下光电耦合器U43;所述三相电源分别经三个功率 电阻接到三个光电耦合器的发光二极管正极，另外，每个发光二极管还反向并 联一个保证反向电流也能通过的二极管，这三个耦合器的发光二极管负极接在 一起形成三相星型接法；所述三个光电耦合器U41、 U42、 U43的输出端分别接 入三个运算放大器的同相输入端，三个运富放大器的反相输入端接固定电位 Vdd，三个运算放大器的输出端TR、 TS、 TT接入中央控制电路1;当标号为R 相的电源正半周，上光电耦合器U41光耦导通，其输出端变为低电平，而标号 为U44A的运算放大器的第三脚运放接成正反馈，使与三相交流同步采集电路中的标号为U41的光电耦合器连接的运算放大器U44A的输出端TR也变为低电 平，当图7中所示R相电源由负半周变为正半周时，该输出端TR由高变低， 产生一个下跳沿，这就是R相零度的同步时刻。S相，T相也是同理，分别产 生TS、 TT同步信号。
所述涡流同步采集电路包括上光电耦合器U47、下光电耦合器U48;所述 上光电耦合器U47的二极管正极与下光电耦合器U48二极管的负极连接后通过 电阻R410接入上信号端口 WT1，下光电耦合器U48 二极管的正极与上光电耦 合器U47的二极管负极连接后接至下信号端口 WT2;所述上光电耦合器U47和 下光电耦合器U48的输出端并连后接到运算放大器U46A的同相输入端；运算 放大器U46A的反向输入端接固定电位Vdd。
涡流同步采集电路中的上下端口 WT1、 WT2的相位分别与三相交流同步采 集电路中的R、 S相或S、 R相相同，这是涡流同步产生电路，由两个光耦产生 两个同步信号，因这两个光藕输出接在一起，当图7中所示的上端口 WT1的电 压大于下端口 WT2的电压时，上光电耦合器U47导通，输出端口TW输出低电 平，反之当图7中所示的上端口 WT1的电压小于下端口 WT2的电压时，下光电 耦合器U48导通，输出端口 TW也输出低电平，因光耦存在输出死区，就在上 端口 WT1和下端口 WT2的电压相等时的前后短暂时刻，两个光电耦合器 U47，U48都是不导通的，只有此时输出端口 TW输出是高电平，所以每个半周 波，标号为TW的输出端口都可产生下跳沿的同步信号，涡流只利用其中的一 个半波产生直流电压，虽然，另一个半波也产生触发脉冲，但这时涡流可控硅 处于反向电压中，所以这个触发没有意义。这样做的目的是让图1中的380/48v 的变压器原边R、 S相的接法顺序随意；上下端口WT1、 WT2的电压来自于图5 电源变压器T21的付边。
图8是现有的公知的电机转向驱动电路，标号为ZX的正转信号和标号为 FX的反转信号是由图4中单片机7输出的，低电平有效；当正向运行时，ZX 为低，标号为T51的三极管截止，标号为T52的三极管导通，使正转继电器 K51动作，Z1，Z2接通，这样就接通了外面的正转接触器线圈，配合可控硅的
14触发，使电机正转。反转同理，不赘述。
图9为的参数设定仪(手操器)，体积小，可握在手中。参数设定仪由单 片机U91、三个LED数码管DS91、 DS92、 DS93、两个按键S91、 S92和串行通 讯接口 J91及其附属元件组成；每个LED数码管均从七个对应的段引出七根数 据线，相对应的段的数据线相连后通过电阻连入单片机U91;单片机U91同时 通过三根线分别连向三个三极管T91、 T92、 T93的基极，同时三个三极管T91、 T92、 T93的集电极连在一起，连向串行通讯接口 J91的第二脚，所述串行通 讯接口 J91的第二脚是电源端；三个三极管T91、 T92、 T93的发射极分别连向 对应的LED数码管的共阳极控制端；串行通讯接口 J91则接入至中央控制电路 1中的单片机7，图9中所示的接口 J91是应该接入到图4中所示的中央控制 电路1的接口 J2;两个按键S91、 S92中每个按键的一端均连向单片机U91的 一个脚并同时分别通过一个电阻连向串行通讯接口 J91的第二脚；两个按键 S91、 S92的另一端则接在一起连向串行通讯接口 J91的第一脚，所述串行通 讯接口 J91的第一脚是与中央控制电路1的共地端相连；当按键S91、 S92闭 合时，这个地电位就与单片机U91的引脚连通；当按键S91、 S92断开时，就 形成了串行通讯接口 J91第2脚的电源经电阻R91或电阻R92送给单片机U91 的引脚高电位信号的过程；单片机U91的电源端VDD和地端GND分别连向串行 通讯接口 J91的第二脚和第一脚；另一方面单片机U91通过两脚29、 30分别 连向串行通讯接口 J91的第三脚和第四脚，形成与中央控制电路1进行串行数 码通讯的数据线。
参数设定仪11正面有三位数码管和两个按键。把图4中的标号为J2的插 座与图9中的标号为J91的接头对接，即开始工作。三位数码管的高位为功能 码，显示范围为A—J,共10个功能码，称A功能到J功能。每个功能码后面 的两位数码为该功能的具体数值。
功能码具体为
A软启动初始电压，后面的两位码的数值乘10就是软启动起始电压； b软启动时间，后面的两位码的数值除以10为秒数值；C软停止时间，后面的两位码的数值除以10为秒数值； d涡流上升时间，后面的两位码的数值除以10为秒数值； E涡流下降时间，后面的两位码的数值除以10为秒数值； 需要注意的是10—15秒的表示方法是A—F。具体表示是 A:10秒，b:ll秒，C:12秒，d:13秒，E:14秒，F:15秒。 例如，三位数码管显示"bC5"，他的含义是软启动时间12. 5秒。 参数设定仪的两个按键S91、 S92分为移位键和加1键。按一下移位键被 编辑的位右移一位，被编辑位呈现闪烁状。加1键修改被编辑的位。如果被编 辑的位是功能码，按加1键改变一次功能码，后面的两位立即显示该功能码的 具体数值。这时可以按移位键再按加l键，修改其具体数据。 F:存储功能码；
G:涡流下限值，是涡流满电压的百分数值，当回转臂开始减速时，指涡流 由O伏可以上升的跳跃值，默认值是25%;涡流下降时(即回转臂软起动加速 时)不受此约束(为连续均匀下降到零)；
H:涡流上限值，是涡流上升的最高电压值，也是最大电压的百分数值，默 认值是100%。
I:反车制动强度(0—100%)，当在软停过程中操纵杆打到反向时，会增 加电机电压下降速度和涡流上升速度；速度的增加值是这样计算的如果设定 反车制动强度为X%，操纵杆所在的位置为2% (停止位置为零，两边最边点位置 为100%)，那末两者的乘积X9^Zy。就是速度增加的百分值；如果X=50， Z400(即 操纵杆打到反向最大)，两者乘积为50%，那末速度将比原设定值增加50%，即 为原值的150%，那末软停时间和涡流上升时间就是原值的100/150=2/3;时间 縮短了，意味着吊车软停距离縮短；这种方法类似于汽车的刹车踏板，越往下 踩，刹车力度越大。增加此参数的设定，是为了在紧急状况下的急停车，或为 更精确的控制停止位置。该参数默认值为50%.
J:软停时最大导通角(70-100%),当在全电压运行时，接受软停命令时， 由满电压立刻下降到此值，可能产生一个电压下降台阶，默认值为0(和100%同效)，即取消此功能。
其中F功能为存储功能码，如果把F后面的两位数据修改为88或99， 1 秒钟后，立即把编辑的所有参数存入单片机中，如果两位数改为77，则放弃 所有修改，单片机内恢复原来出厂时的默认参数。
如图1所示，该发明在使用的时候，将电机转向驱动电路5连接至现有的 正转ZX和反转FX接触器以及AC48V变压器,可控硅驱动电路4连接至可控 硅组，将中央控制电路l中的涡流驱动脉冲产生电路8连接至涡流硅，而本发 明与其他现有设备的连接按照图1所示的公知的连接方法连接即可，这时，该 发明就可以正常使用了；
通过与操作命令采集电路3连接的操纵杆进行操纵即可；如果需要在不同 臂长的机械上使用，则就可以通过与中央控制电路1中的单片机7连接的三个 单刀双掷开关来调整即可。
该发明，结构简洁合理。实用性强，利于大范围的推广应用。
权利要求
1、一种起重机回转控制器，其特征在于所述起重机回转控制器包括中央控制电路(1)、电源电路(2)、操作命令采集电路(3)、可控硅驱动电路(4)、电机转向驱动电路(5)、同步信号采集电路(6)和参数设定仪(11)；所述操作命令采集电路(3)、可控硅驱动电路(4)、电机转向驱动电路(5)、同步信号采集电路(6)和参数设定仪(11)均与中央控制电路(1)连接；所述电源电路(2)与中央控制电路(1)、操作命令采集电路(3)、可控硅驱动电路(4)、电机转向驱动电路(5)和同步信号采集电路(6)连接。
2、 根据权利要求1所述的起重机回转控制器，其特征在于所述可控硅 驱动电路(4)为七个。
3、 根据权利要求2所述的起重机回转控制器，其特征在于所述中央控 制电路(1)包括单片机(7)、 一个涡流驱动脉冲产生电路(8)、六个可控硅 驱动脉冲产生电路(9)和一个脉冲振荡波产生电路(10);所述涡流驱动脉冲 产生电路(8)和可控硅驱动脉冲产生电路(9)的其中一个输入端分别与单片 机(7)的引脚连接，另一个输入端接至脉冲振荡波产生电路(10)的输出端； 所述涡流驱动脉冲产生电路(8)和可控硅驱动脉冲产生电路(9)的输出端连 接至可控硅驱动电路(4)上的输入端；在所述单片机(7)上还连接有三个单 刀双掷开关，每个单刀双掷开关分别连接至单片机(7)的一个引脚。
4、 根据权利要求2所述的起重机回转控制器，其特征在于所述操作命 令采集电路(3)包括操作电位器和电压跟随器；所述电压跟随器分为上电压 跟随器(U11A)、中电压跟随器(U11B)和下电压跟随器(U12A);所述上电压 跟随器(U11A)通过端口 (R—0)连接至操作电位器的上端，所述中电压跟随 器(U11B)通过端口 (R—1)连接至操作电位器的活动端，操作电位器的下端 通过端口 (R_2)连接至地电位；所述下电压跟随器(U12A)通过端口 (R—3) 固定连接在操作电位器的中间位置；所述中电压跟随器(U11B)通过端口 (AIO) 连接至中央控制电路(1);所述上电压跟随器(U11A)与中电压跟随器(U11B) 之间还连接有电阻(Rll);所述中电压跟随器(U11B)与操作电位器的接地端之间也连接有电阻(R12)。
5、 根据权利要求1所述的起重机回转控制器，其特征在于所述同步信 号采集电路(6)中包括三相交流同步采集电路和涡流同步采集电路；所述三 相交流同步采集电路包括三相电源、三个光电耦合器和三个运算放大器；所述 三个光电耦合器分别为上光电耦合器(U41)、中光电耦合器(U42)和下光电 耦合器(U43);所述三相电源分别经三个功率电阻接到三个光电耦合器的发光 二极管正极，另外，每个发光二极管还反向并联一个保证反向电流也能通过的 二极管，这三个耦合器的发光二极管负极接在一起形成三相星型接法；所述三 个光电耦合器(U41、 U42、 U43)的输出端分别接入三个运算放大器的同相输 入端，三个运算放大器的反相输入端接固定电位(Vdd)，三个运算放大器的输 出端(TR、 TS、 TT)接入中央控制电路(1);所述涡流同步采集电路包括上光 电耦合器(U47)、下光电耦合器(U48);所述上光电耦合器(U47)的二极管 正极与下光电耦合器(U48) 二极管的负极连接后通过电阻(R410)接入上信 号端口 (WT1)，下光电耦合器(U48) 二极管的正极与上光电耦合器(U47)的 二极管负极连接后接至下信号端口 (WT2);所述上光电耦合器(IM7)和下光 电耦合器(U48)的输出端并连后接到运算放大器(U46A)的同相输入端，从 而形成当上、下端口 (WT1、 WT2)的信号强度相等时都有脉冲输出的电路，而 该运算放大器(U46A)的反向输入端接入固定电位(Vdd)。
6、 根据权利要求1所述的起重机回转控制器，其特征在于所述可控硅 驱动电路(4)中电源(V+)通过第一电阻(R33)、第一电容(C31)连向第一 三极管(T31)的基极，形成了由电源(V+)经第一电阻(R33)和第一电容(C31) 控制第一三极管(T31)的导通回路；而第二三极管(T30)的集电极连向第一 电阻(R33)和第一电容(C31)的交点处；上信号端(KX)经过第二电阻(R31) 连接至第二三极管(T30)的基极，形成控制第二三极管(T30)导通与否的回 路，进而也形成第二三极管(T30)控制第一三极管(T31)是否导通的回路； 下信号端(KXP)经过第三电阻(R32)接向第三三极管(T32)的基极，形成 控制第三三极管(T32)导通与否的电路；第一三极管(T31)的集电极与第三三极管(T32)的集电极连接后直接接入脉冲变压器(PT1)的原边下端；脉冲 变压器(PT1)原边的下端同时连向第一二极管(D32)后经过所有可控硅驱动 电路的公共点(VZ)连向公共的稳压管(WZ)的负极，稳压管(WZ)的正极同 时连向脉冲变压器(PT1)原边的上端和电源(V+);脉冲变压器(PT1)的付 边的中心抽头的输出端连向可控硅的阴极，脉冲变压器(PT1)的付边的两端 分别连两个二极管(D33、 D34)的正极，两个二极管(D33、 D34)的负极连在 一起，接向可控硅的控制极；所述第二二极管(D31)负极接入第一三极管(T31) 的基极与第一电容(C31)的交点，第二二极管(D31)的正极接入第二三极管 (T30)的发射极。
7、根据权利要求1所述的起重机回转控制器，其特征在于参数设定仪 由单片机(U91)、三个LED数码管(DS91、 DS92、 DS93)、两个按键(S91、 S92) 和串行通讯接口 (J91)及其附属元件组成；每个LED数码管均从七个对应的 段引出七根数据线，三个LED数码管相对应的段的数据线相连后通过电阻连入 单片机(U91);单片机(U91)同时通过三根线分别连向三个三极管(T91、 T92、 T93)的基极，同时三个三极管(T91、 T92、 T93)的集电极连在一起，连向串 行通讯接口 (J91)的第二脚，所述串行通讯接口 (J91)的第二脚是电源端； 三个三极管(T91、 T92、 T93)的发射极分别连向对应的LED数码管的共阳极 控制端；串行通讯接口 (J91)则接入至中央控制电路；两个按键(S91、 S92) 中每个按键的一端均连向单片机(U91)的一个脚并同时分别通过一个电阻连 向串行通讯接口 (J91)的第二脚；两个按键(S91、 S92)的另一端则接在一 起连向串行通讯接口 (J91)的第一脚，所述串行通讯接口 (J91)的第一脚与 中央控制电路(1)的共地端相连；单片机(U91)的电源端(VDD)和地端(GND) 分别连向串行通讯接口 (J91)的第二脚和第一脚；单片机(U91)另一方面通 过两脚(29、 30)分别连向串行通讯接口 (J91)的第三脚和第四脚，形成与 中央控制电路(1)进行串行数码通讯的数据线。
全文摘要
本发明提供一种起重机回转控制器，其特征在于所述起重机回转控制器包括中央控制电路、电源电路、操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转向驱动电路、同步信号采集电路和参数设定仪；所述操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转向驱动电路、同步信号采集电路和参数设定仪均与中央控制电路连接；所述电源电路与中央控制电路、操作命令采集电路、可控硅驱动电路、电机转向驱动电路和同步信号采集电路连接。该发明，结构简洁合理。实用性强，利于大范围的推广应用。
文档编号B66C13/22GK101643181SQ20091001325
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月19日 优先权日2009年8月19日
发明者宋贵生 申请人:宋贵生