力矩电机式电动卷筒控制装置的制作方法

本实用新型技术涉及一种用于控制力矩电机式电动卷筒的控制装置。

背景技术：

目前，国内绝大部分电动卷筒采用力矩电机作为动力和阻尼力，电动卷筒由机械、控制二部分组成。机械部分用来收取和释放电缆、软管等被卷取物。控制部分用于电气联动的控制和力矩调节。电动卷筒安装在移动设备上，当移动设备离开电源取电点时，卷筒处于开卷状态，在移动设备的拉力作用下将被卷取物拖出，此时力矩电机处于制动状态，起阻尼器作用；当移动设备向电源取电点运行时，卷筒处在收卷状态，电机正转，通过传动装置，将运动传给卷筒卷盘，使之收取被卷取物。

力矩电机转子的转速与定子的同步转速有时相差会很大，转速差越大，电机转子切割磁力线的速度越快，电机的电流也会相应越大。力矩电机输出的堵转力矩与电压值的平方大致成正比。我们知道收卷时，被卷取物承受的张力相对来说变化很小，但开卷时，张力变化很大。在收卷时，电机输出力矩虽然增大快，但力臂（卷绕的半径）随着增大，因此张力变化很小;开卷时，由于机械摩擦力和力矩输出增大的影响，在经过取电点时，张力（最小开卷张力）马上达到收卷张力的1.5倍以上；在持续开卷过程中，虽然电机输出力矩增加较慢，但是力臂会减小到最大时的三分之一，最大张力可达到最小开卷张力3倍以上。因此，开卷张力可达到收卷张力时5倍以上。张力的大小选定是根据一定长度（卷取高度）的被卷取物重量为依据，张力能克服被卷取物重力而能被卷起。再考虑到启动卷盘等动态因素，张力要达到被卷取物重量的两倍，但在运行时出现远大于设计需要的张力。

其主要缺陷：控制部分输出给力矩电机的电压是仅能手动调节的固定电压，以移动设备在最高运行速度时能收取好被卷取物为准。但在开卷时张力太大，有时很容易拉伤甚至拉断被卷取物。同时在移动设备低速运行时，收卷有可能出现较大张力，如：低速时力矩输出大，当卷绕半径小时，力臂短，也会现较大张力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种在收取被卷取物时有足够力矩输出，同时又能在开卷时降低被卷取物承受的张力的自动调节输出电压的力矩电机式电动卷筒控制装置。

本实用新型采用如下技术方案：一种力矩电机式电动卷筒控制装置，其特征在于为：包括有三相交流调压模块和电流传感器，所述三相交流调压模块为一个由6个可控硅和触发电路组成的调压模块，所述触发电路与可编程控制器相连并接收由可编程控制器输出的0～10V的模拟量，三相交流调压模块的输出端和力矩电机之间接有一电流传感器，输出电压的大小受模拟量控制。

本实用新型输出的交流电压可调，收卷时提供一个固定的电压给力矩电机，使其有正常的力矩输出；开卷时电压逐步减小，提供一个恒定电流给力矩电机，实现被卷取物承受的张力相对稳定。

附图说明

图1是本实用新型的电路图：

图2是三相交流调压模块的结构示意图；

图3是本实用新型的各元器件连接图：

图中：QF是空气开关，KM为交流接触器，MK是三相交流调压模块，SI为电流传感器，HL为电源指示灯，PV为电压表，MT为力矩电机， M2为散热风机，MZD为电机制动器， FU1、FU2、FU3为快速熔断器。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

从图1、图2可知，本实用新型为一种力矩电机式电动卷筒控制装置，包括有三相交流调压模块和电流传感器，其特征在于为：所述三相交流调压模块为一个由6个可控硅和触发电路组成的调压模块，所述触发电路与可编程控制器相连并接收由可编程控制器输出的0～10V的模拟量，三相交流调压模块的输出端和力矩电机之间接有一电流传感器，输出电压的大小受模拟量控制。

从图3可知，本实用新型的各元器件连接是：三相380V交流电源经空气开关QF、三个快速熔断器（FU1、FU2、FU3）、交流接触器KM后，接入三相交流调压模块MK输入端，散热风机M2及制动器MZD并联在三相交流调压模块输入端前，三相交流调压模块MK输出端接力矩电机MT。在输出端和力矩电机之间接有电流传感器SI，电流传感器SI的输出信号接可编程控制器PLC的模拟量输入点AI、三相交流调压模块MK的控制端口接可编程控制器PLC模拟量输出端AQ。电压表接在调压模块PV的输出端上。

本实用新型的工作状态：

1、自动识别收卷和开卷：当移动设备发出运行信号时，可编程控制器PLC控制接触器KM吸合，制动器MZD打开、散热风机M2运行、调压模块输入端得三相380V电，同时可编程控制器PLC模拟量输出端AQ提供一个控制电压给三相交流调压模块MK，三相交流调压模块MK输出三相电压给力矩电机MT。电流传感器就会检测到一个电流信号，如果电流值上升很快，则表明卷筒是在外力作用下开卷，否则是在收卷状态。因为开卷时，电机转差率大，处在制动阻尼状态，电流明显会大于收卷。同样在收卷经过取电点时，卷筒从收卷转换成开卷状态，由于电机转差率突变会有一个电流的跳变，系统根据检测电流来识别运行中收卷和开卷的状态转换。

2、收卷控制：如果启动瞬间检测到的是收卷，则给力矩电机提供一个定电压，让卷筒按照传统方式工作。

3、开卷控制：当卷筒处在开卷状态时，将通过自动调节输出电压，控制输出电流值在一个固定值上。随着开卷的持续运行，卷绕半径R变小而力臂变短，但系统为了控制电流不变而逐渐降低电压使出力矩M相应变小。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。