专利名称：交流绕线型电动机无触点控制柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交流绕线型电动机无触点控制柜，用于工矿企业的交流吊车或各种卷扬设备。
目前，国内工矿企业使用的交流吊车很多，如中国建筑工业出版社、电工手册(590-593)三相交流绕线型异步电动机控制部分，因仍采用传统的继电一接触控制方式。由于吊车设备工作的特殊性，长期以来这种控制方式逐渐显示出因继电器和接触器接点非常多，经常出现接触不良，产生电弧及电腐蚀或接点粘接造成的设备损坏和电机烧损，而且由于时间继电器动作值不稳定，也易引起电气设备故障，从而使电气设备和机械设备损坏率高，大大增加了吊车的维护量和检修次数，降低了使用效率。
本实用新型的目的在于提供一种提高绕线型电动机的运转可靠性，使整机动作值稳定，故障率低、电控功率消耗小、使用寿命长的一种交流绕线型电动机无触点控制柜。
本实用新型的目的是这样实现的本实用新型包含有柜体，柜体的前、后面装有门，柜中设有散热装置，面板，面板上装有空气断路器、电流互感器、快速熔断器，其特征在于电源与空气断路器上爪连接，断路器下爪与快速熔断器连接，熔断器的另一端穿过电流互感器与电子开关1的输入端连接，电子开关1的输出端与电动机一次连接，电动机二次与电阻器连接，电阻器中间抽头与电子开关3输入端连接；电子开关1的a相、c相与电子开关2的输入端连接，电子开关2的输出端与电闸输入端连接；电源与空气断路器Zk1的输入端连接，断路器Zk1输出端与编程控制器PC的电源端连接，PC的控制、调速端分别与功率模块的控制输入端及调速功率模块的输入端连接；功率模块控制输出端与电子开关1的控制输入端连接，功率模块的制动输出端与电子开关2的控制输入端连接，调速功率模块的调速输出端与电子开关3的控制输入端连接。
散热装置上的共极散热器构成电子开关3的散热基板，电子开关3的散热基板与电子开关1的散热基板齿与齿相对平行放置，且固定安装在具有一定间隙的绝缘架上，构成风道，风道底部装有风机、风道上口敞开，风向沿共极散热基板由下至上吹风；共极散热基板的非齿面装有若干个可控硅元件，可控硅元件一端与共极散热器压接，构成电子开关3的输出共极，另一端由压板将其压接在导电排上，每个导电排构成电子开关1、3的输入端。
断路器Zk1与PC控制器之间装有保护模块，保护模块的检测输入端与电流互感器检测输出端连接，其保护输出端与PC控制器的保护输入端连接。
电子开关1上并联有制动模块，制动模块电源输入端与电子开关1的输入端a相连接，制动模块的另一输入端与电子开关1的c相连接，其控制输出端与电子开关1的控制输入端连接。
电源与电子开关1的输入端直接连接。
本实用新型由于在电动机一次主回路正反转接触器是由一台电子开关替代，正、反转受控于PC控制器，由于实现了无触点，则避免了接点接触不良，电弧烧损，接点卡住或粘住等现象。因为本实用新型取消了继电--接触器线圈，从而也避免了因线圈烧损出现事故的可能，也减少了线圈长期通电造成的能源无谓损耗。另外由于没有继电-接触器动作时间，使该装置反应速度大大加快，控制精度大大提高。
同时，对于需要精确控制的吊车，本控制柜中电子开关可增设动力制动环节，制动强度与制动时间均可调，使其可靠性、灵活性增加，由于本实用新型电动机二次串联电阻的切换，是由电子开关3、功率模块与PC配合控制完成，它受控于主令控制器是由人来控制，但要按PC内设置的程序来完成，这样就避免了许多不规范的操作所造成的冲击电流过大，保护了电机，同时延长了机械寿命。本装置所有连锁保护都由PC来完成，如零位、报警、综合保护等，这些保护的增设或取消都由PC程序完成。由于本装置所有的控制电源均为弱电(24V)，所以主令控制器可以采用小型的控制器，使操作工人的劳动强度得到改善，另外采用弱电控制使操作安全性能大大提高。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述
图1为本实用新型控制柜主视图；图2为图1的后视图；图3为本实用新型柜内结构示意图；图4为图3的后视图5为本实用新型电路图；图6为本实用新型散热装置结构示意图；图7为图6俯视图；图8为图6侧视图。
本实用新型柜体13上装有前、后门14、15，柜体13中分别装有散热装置16、面板8、面板8上装有空气断路器7、电流互感器12、快速熔断器9，保护模块10、制动模块11、功率模块4、功率模块5组成四套相同的系统。电源与三相空气断路器ZkA、ZkB、ZKC的上爪连接，下爪与快速熔断器9的KR相连接，熔断器9的KR相另一端穿过电流互感器(12)LH1、LB2、LH3与电子开关1的a、b、c相的输入端连接，其输出端U、V、W与电动机一次D1K、D2K、D3K连接，电动机二次与电阻器Z1K、Z2K、Z3K连接，电阻器1AKA……4AKA与电子开关3输入端即导电排23连接，电子开关3的输出端即共极散热器19均由压板22将其与所有的硅元件21一端连接，电子开关1与电子开关3的共极散器18、19固定安装于绝缘架20上，构成的风道，底部装有风机6，风向由下至上吹风，用于冷却共极散热器，电子开关1的a相、c相分别与电子开关2的输入端连接。
电闸17的T3K、D2K、T1K可直接与电子开关1的输出端U、V、W分别连接。电子开关2的输出端与电闸T3K、T1K的输入端连接。电闸17的D2K与电子开关1的输出端V相连接。
电源与空气断路器ZK1的的输入端连接，其输出端分别与编程控制器PC电源端及保护模块10的电源端连接，PC的控制、调速端分别与功率块的控制输入端及调速功率模块5的输入端连接，保护模块10的检测输入端与电流互感器12的检测输出端LH1、LH2、LH3连接，保护模块的输出端与PC控制器的保护输入端连接。功率模块4的控制输出端与电子开关1的控制输入端连接，功率模块4的制动输出端与电子开关2的控制输入端连接，功率模块5的调速输出端与电子开关3的控制输入端连接。
使用时合上总电源开关的空气断路器ZK，再合上电源开关ZK1，这时PC可编程控制工作，它按其编制好的程序做好准备，这时如果主令k发出控制信号正转，于是PC就可受控于主令K发给功率模块4正转运转指令，功率模块4给电子开关1，电子开关2发出开通正转指令，电子开关1开通正转组硅元件，电子开关1、电子开关2开通，可使电动机6DJ得电，电闸17Tb得电，电动机启动运转，电动机的转速、转矩受控于电子开关3，当主令继续发出增速指令时，PC对照指令使电子开关3做相应组的导通，使电动机6的二次电阻不同，对应出不同的转矩与转速，达到调速的目的。
当主令回零位时，PC会发出停车信号，功率模块4、5会对电子开关1、2、3发出停车指令，电动机6DJ因存在转动惯性继续转动，在电闸17的机械制动力的强制下停车，这种方式停车对机械磨损较大，为了减少机械磨损使停车位置准确，在本装置中加了制动模块11，在接到停车指令时，PC会给功率模块4、功率模块5和制动模块发出制动指令，功率模块4、5会根据PC给的指令给电子开关1、3发出相应的制动指令，使电动机6在较短的时间内迅速停住。加上电闸17的机械制动作用使停车过程缩短，以达到准确停车的目的。
当主令K发出运转指令时，由于电动机6卡死或负载很重时已超过电动机所能受的最大力矩时，电路电流会很大，电流互感器LH1、LH2、LH3分别检出送至保护模块10，保护模块10是一块由单片机为重要元件构成的具有逻辑判断功能的模块，当主电流过大时，保护模块10会在一定时限内发出过流信号，将信号送给PC控制器，由PC控制器发给功率模块4给电子开关1发故障停车指令，保护模块10同时记忆并报警，这时操作人员应解除故障后，方可继续运行。
当电源或电动机6由于接线脱落时，只要电流互感器12LH1、LH2、LH3有一个没有电流信号，这时保护模块10经一定时限后就会判定电动机缺相并给PC控制器发出停车运行指令，PC控制器发停车指令，同上。
当电动机三相电流都较大，且达到过负载电流时，并在一定的时限后，保护模块10发出过负载给PC控制器，PC控制器发出停车指令。
当电子元件由于可控元器件发生短路时，此时电流一般非常大，超了熔断器9KR的熔断值，熔断器9KR熔断起到保护作用。
权利要求1.交流绕线型电动机无触点控制柜，包含有柜体(13)，柜体(13)的前、后面装有门(14、15)，柜体(13)中设有散热装置(16)，面板(8)，面板(8)上装有空气断路器(7)、电流互感器(12)、快速熔断器(9)，其特征在于电源与空气断路器(7)上爪连接，断路器(7)下爪与快速熔断器(9)连接，熔断器(9)的另一端穿过电流互感器(12)与电子开关(1)的输入端连接，电子开关(10的输出端与电动机一次连接，电动机二次与电阻器连接，电阻器中间抽头与电子开关(3)输入端连接；电子开关(1)的a相、c相与电子开关(2、3)的输入端连接，电子开关(2)的输出端与电闸(17)输入端连接；电源与空气断路器Zk1的的输入端连接，断路器Zk1输出端与编程控制器PC的电源端连接，PC的控制、调速端分别与功率模块(4)的控制输入端和调速功率模块(5)的输入端连接；功率模块(4)控制输出端与电子开关(1)的控制输入端连接，功率模块(4)的制动输出端与电子开关(2)的控制输入端连接，调速功率模块(5)的调速输出端与电子开关(3)的控制输入端连接。
2.根据权利要求1所述的控制柜，其特征在于散热装置(16)上的共极散热器构成电子开关(3)的散热基板(18)，电子开关(3)的散热基板与电子开关(1)的散热基板(19)齿与齿相对平行设置，且固定安装在具有一定间隙的绝缘架(20)上，构成风道，风道底部装有风机(6)，风道上口敞开，风向沿共极散热基板由下至上吹风；共极散热基极(18、19)的非齿面装有若干个可控硅元件(21)，可控硅元件(21)一端与共极散热器压接，构成电子开关(3)的输出共极，另一端由压板(22)将其压接在导电排(23)上，每个导电排(23)构成电子开关(1、3)的输入端。
3.根据权利要求1所述的控制柜，其特征在于断路器Zk1与PC控制器之间装有保护模块(10)，保护模块(10)的检测输入端与电流互感器(12)检测输出端连接，保护模块(10)的保护输出端与PC控制器的保护输入端连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的控制柜，其特征在于电子开关(1)上并联有制动模块(11)，制动模块(11)电源输入端与电子开关1的输入端a相连接，制动模块(11)的另一输入端与电子开关(1)的c相连接，其控制输出端与电子开关(1)的控制输入端连接。
5.根据权利要求1所述的控制柜，其特征在于电源与电子开关1的输入端可以直接连接。
专利摘要本实用新型涉及一种交流绕线型电动机无触点控制柜,用于工矿企业交流吊车。本实用新型的特点为空气断路器通过熔断器、电流互感器后与电子开关连接,电子开关与电动机一次连接,电动机二次与另一电子开关相接,电源与PC控制器相接,PC控制器分别与功率模块及调速功率模块连接,功率模块控制输出端与电子开关1的控制输入端连接,制动输出端与电子开关2输入连接,调速功率模块输出端与电子开关3的控制输入端连接,本实用新型运行可靠、动作值稳定、故障率低、能耗低、使用寿命长。
文档编号H02B1/00GK2457765SQ0026714
公开日2001年10月31日 申请日期2000年12月13日 优先权日2000年12月13日
发明者潘玉明 申请人:潘玉明