码头起重机配电故障检测系统的制作方法

本发明涉及配电故障检测，具体的，涉及码头起重机配电故障检测系统。

背景技术：

1、码头起重机是一种专门用于在码头里进行货物装卸和搬运的起重设备。通常它具有较大的吨位和操作高度，能够快速准确地将重量在几吨到数百吨之间的货物从船舶卸下或装载到船舶上，并且可以灵活移动，适用于不同形状和大小的货船。码头起重机因其高效节能的特点，被广泛应用于港口装卸作业中。起重机的正常工作对码头货物运输起着至关重要的作用，但在实际工作过程中码头起重机会因配电系统故障而导致无法正常运行，从而影响货物运输的效率，断相是码头起重机常见配电故障之一，当配电系统出现断相时，会导致码头起重机的电动机无法正常运行，而且很容易引起机器故障，并影响到机器的运行效率和寿命，除此之外可能还会影响到码头其它用电设备的正常运行，因此，码头起重机在工作过程中需要进行断相故障检测。但现有的断相检测电路存在结构复杂、可靠性差的缺点，导致码头起重机配电系统出现断相故障时不能及时发现。

技术实现思路

1、本发明提出码头起重机配电故障检测系统，解决了相关技术中断相检测电路结构复杂、可靠性差的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、码头起重机配电故障检测系统，包括主控单元、无线通信单元和断相检测电路，所述断相检测电路连接所述主控单元，所述主控单元借助所述无线通信单元与监控终端通信连接，所述断相检测电路包括运放u1、电阻r4、开关管q2、电容c2、电阻r14、运放u3和变阻器rp2，

4、所述运放u1的同相输入端通过电压处理电路连接a相电，所述运放u1的反相输入端连接vref1参考电压，所述运放u1的输出端通过所述电阻r4连接所述开关管q2的控制端，所述开关管q2的第一端通过所述电阻r14连接vref1参考电压，所述开关管q2的第一端连接所述电容c2的第一端，所述开关管q2的第二端接地，所述电容c2的第二端接地，所述电容c2的第一端连接所述运放u3的反相输入端，所述运放u3的同相输入端连接所述变阻器rp2的滑动端，所述变阻器rp2的第一端连接vref1参考电压，所述变阻器rp2的第二端接地，所述运放u3的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

5、进一步，本发明中所述电压处理电路包括变压器t1、电阻r7、电阻r9、电阻r8、运放u4和电阻r10，

6、所述变压器t1的第一输入端连接所述a相电，所述变压器t1的第二输入端连接零线，所述变压器t1的第一输出端通过所述电阻r7连接所述运放u4的同相输入端，所述运放u4的同相输入端通过所述电阻r8连接vref2参考电压，所述变压器t1的第二输出端通过所述电阻r9连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的输出端通过所述电阻r10连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的输出端连接所述运放u1的同相输入端。

7、进一步，本发明中还包括稳压电路，所述稳压电路包括电阻r3、稳压管d2、电阻r2、开关管q1、二极管d1、运放u2和变阻器rp1，所述电阻r3的第一端连接5v电源，所述电阻r3的第二端连接所述稳压管d2的阴极，所述稳压管d2的阳极接地，所述稳压管d2的阴极连接所述运放u2的反相输入端，所述开关管q1的第一端连接5v电源，所述开关管q1的第一端通过所述电阻r2连接开光管q1的控制端，所述开关管q1的控制端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极连接所述运放u2的输出端，所述开关管q1的第二端连接所述变阻器rp1的第一端，所述变阻器rp1的滑动端连接所述运放u2的同相输入端，所述变阻器rp1的第二端接地，所述变阻器rp1的第一端连接作为所述vref1参考电压端。

8、进一步，本发明中还包括保护电路，所述保护电路包括电阻r11、开关管q3和继电器k1，所述电阻r11的第一端连接所述主控单元的第一输出端，所述电阻r11的第二端连接所述开关管q3的控制端，所述开关管q3的第一端连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端连接12v电源，所述继电器k1的常闭端连接配电系统，所述继电器k1的公共端连接起重机的供电端，所述开关管q3的第二端接地。

9、进一步，本发明中所述保护电路还包括光耦u5、电阻r12和电阻r13，所述光耦u5的第一输入端通过所述电阻r12连接5v电源，所述光耦u5的第二输入端所述主控单元的第一输出端，所述光耦u5的第一输出端通过所述电阻r13连接12v电源，所述光耦u5的第二输出端连接所述电阻r11第一端。

10、本发明的工作原理及有益效果为：

11、本发明中，由于配电系统输出的交流电压较大，无法直接送入断相检测电路的输入端，因此，配电系统输出的交流电经电压处理电路处理，将配电系统输出的交流电变为0-5v变化的交流信号送至断相检测电路的输入端，断相检测电路用于检测码头起重机配电系统是否存在断相故障，并将断相故障检测信号送至主控单元，然后主控单元将该断相故障信号通过无线通信单元送至监控终端，以便通知相关工作人员及时处理。

12、以a相电为例，断相检测电路的工作原理为：运放u1构成比较电路，运放u1反相输入端为一个较低的参考电压，本实施例中，取运放u1反相输入端的vref1参考电压为0.5v。因此，在a相电正常运行的情况下，运放u1输出为高占空比的脉冲信号，在运放u1输出一个周期的脉冲信号中，绝大部分时间为高电平，当运放u1输出低电平时，开关管q2截止，vref1参考电压通过电阻r14为电容c2充电，由于运放u1输出低电平的时间非常短，因此，电容c2的充电时间也非常短，电容c2充电期间，电容c2上的充电电压小于运放u3同相输入端电压，运放u3构成比较电路，运放u3输出高电平，当运放u1的输出端由低电平变为高电平时，开关管q2导通，这时电容c2通过开关管q2放电，这时运放u3同相输出高电平，因此，在a相电正常运行的情况下运放u3输出高电平信号至主控单元的第一输入端；如果a相电断相时，电压处理电路输出低电平，因此，运放u1输出低电平，开关管q2截止，vref1参考电压通过电阻r14为电容c2充电，随着电容c2的充电电压不断升高，运放u3反相输入端电压大于运放u3同相输入端电压，运放u3输出低电平信号。

13、本发明中，主控单元通过断相检测电路输出的信号为低电平还是高电平即可判断码头起重机配电系统是否出现断相故障，相比传统的断相检测电路而言，本发明的电路结构以及检测原理简单，可靠性高。

技术特征：

1.码头起重机配电故障检测系统，其特征在于，包括主控单元、无线通信单元和断相检测电路，所述断相检测电路连接所述主控单元，所述主控单元借助所述无线通信单元与监控终端通信连接，所述断相检测电路包括运放u1、电阻r4、开关管q2、电容c2、电阻r14、运放u3和变阻器rp2，

2.根据权利要求1所述的码头起重机配电故障检测系统，其特征在于，所述电压处理电路包括变压器t1、电阻r7、电阻r9、电阻r8、运放u4和电阻r10，

3.根据权利要求1所述的码头起重机配电故障检测系统，其特征在于，还包括稳压电路，所述稳压电路包括电阻r3、稳压管d2、电阻r2、开关管q1、二极管d1、运放u2和变阻器rp1，所述电阻r3的第一端连接5v电源，所述电阻r3的第二端连接所述稳压管d2的阴极，所述稳压管d2的阳极接地，所述稳压管d2的阴极连接所述运放u2的反相输入端，所述开关管q1的第一端连接5v电源，所述开关管q1的第一端通过所述电阻r2连接开光管q1的控制端，所述开关管q1的控制端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极连接所述运放u2的输出端，所述开关管q1的第二端连接所述变阻器rp1的第一端，所述变阻器rp1的滑动端连接所述运放u2的同相输入端，所述变阻器rp1的第二端接地，所述变阻器rp1的第一端连接作为所述vref1参考电压端。

4.根据权利要求1所述的码头起重机配电故障检测系统，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括电阻r11、开关管q3和继电器k1，所述电阻r11的第一端连接所述主控单元的第一输出端，所述电阻r11的第二端连接所述开关管q3的控制端，所述开关管q3的第一端连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端连接12v电源，所述继电器k1的常闭端连接配电系统，所述继电器k1的公共端连接起重机的供电端，所述开关管q3的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的码头起重机配电故障检测系统，其特征在于，所述保护电路还包括光耦u5、电阻r12和电阻r13，所述光耦u5的第一输入端通过所述电阻r12连接5v电源，所述光耦u5的第二输入端所述主控单元的第一输出端，所述光耦u5的第一输出端通过所述电阻r13连接12v电源，所述光耦u5的第二输出端连接所述电阻r11第一端。

技术总结
本发明涉及配电故障检测技术领域，提出了码头起重机配电故障检测系统，包括断相检测电路，断相检测电路包括运放U1、开关管Q2、电容C2、电阻R14、运放U3和变阻器RP2，运放U1的同相输入端连接A相电，运放U1的反相输入端连接Vref1参考电压，运放U1的输出端连接开关管Q2的控制端，开关管Q2的第一端通过电阻R14连接Vref1参考电压，开关管Q2的第一端连接电容C2的第一端，开关管Q2的第二端接地，电容C2的第一端连接运放U3的反相输入端，运放U3的同相输入端连接变阻器RP2的滑动端，变阻器RP2的第一端连接Vref1参考电压，变阻器RP2的第二端接地，运放U3的输出端连接主控单元。通过上述技术方案，解决了相关技术中断相检测电路结构复杂、可靠性差的问题。

技术研发人员：董锦昭,姚斌,王海波,李长军,李国光,高志军,李奔,袁野,王艺硕
受保护的技术使用者：曹妃甸港集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15