专利名称：电动手车数字控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气开关柜中的手车电动控制，特别涉及一种电动手 车数字控制方法及装置。
背景技术：
根据开关设备设计电气"五防"及设备使用安全要求，断路器手 车本身及与开关柜配合中设计有许多机械联锁，限制在条件不具备的 情况下摇进、或摇出断路器手车，比如，手车推入开关柜，未到试验 位置时，不允许手车摇入的机械联锁；断路器处于合闸状态，禁止摇 入工作位置的机械联锁；断路器在接地开关未分闸时不允许手车摇入 工作位置的机械联锁等。用户在安装、检修过程中，由于误操作或者 未检查各种联锁是否复位，如果通电操作断路器手车(这时手车电气 回路己经就绪)，就会导致整个机构传动失效或损坏，给检修及安装 工作带来严重的影响和损失。
目前12kV-24kV中压开关柜中主开关(如断路器、隔离车等) 基本上采用的是手车式结构，断路器的投运或检修时，都是通过手柄 手动将断路器手车摇进/摇出工作或试验位置。
采用电动的方式通过远方及就地实现电机驱动断路器手车的摇 进或摇出，是近年来变电站对开关柜实现智能化、程序化控制的趋势 和要求。
手车电动摇进摇出有以下主要特点 *手车从试验位置到工作位置摇进或摇出的过程中，负载(阻力)
4是变化的，主要表现在
1. 不同规格的断路器其重量不同；
2. 不同规格断路器手车与开关柜导轨及动静触头等的配合质量 好坏也会影响到进出时的阻力；
3. 尤其是断路器的动触头与插入柜子的静触头时的阻力会增加 很多，有一个突然加载的过程。
*电动进出的过程中，要求电机有较强的过载能力，尤其时动触 头与静触头插入或拔出的过程中，有一定的冲击负荷，而且这时候机 构要有足够的动力将断路器推进或拉出工作位置而不能停滞。 *电机的正反转是通过手车的位置辅助开关来控制实现的。 *手车在电动进出过程中，如果遇到障碍、卡阻，工作或试验位 置将电源极性接反，会导致电机烧毁、机构损坏或传动失效，以至于 底盘损坏，同样会造成断路器卡死在开关柜中的严重后果；异常堵转 后，机构损坏，离合器不能解锁，无法实现手动切换。
由于用户在安装、检修过程中，很难避免由于误操作或者未检査 出各种联锁是否复位，如果这种情况下通电操作断路器手车(这时手 车电气回路己经就绪)，就会导致整个机构传动失效或损坏(此时离 合器功能失效)，同样会造成断路器卡死在开关柜中，无法进出，同 时排除故障、恢复功能，不仅需要花费成本且需要较长的时间，给检 修及安装工作带来严重的影响，引起用户强烈的抱怨和不满。
发明内容
本发明克服了上述缺点，提供了一种控制方便、安全可靠的电动 手车数字控制方法及装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是 一种电动手车数字控制方法，包括如下步骤，
接收手车摇进/摇出指令；
控制电机根据指令以对应的方向软启动；
检测电机运行过程中的电流是否大于设定的保护电流；
如果是则控制电机制动，并控制电机向相反的方向转动；否则运
动到指定位置后制动。
所述接收手车摇进/摇出指令步骤之后，还可包括判断手车当前
位置是否允许操作的步骤，当允许时，控制电机根据指令以对应的方
向软启动。
控制电机向相反的方向转动的步骤，可以以到达设定的持续时间 为终止条ft1，持续时间为100ms 1000ms。
一种电动手车数字控制装置，包括
指令接收单元，用于接收手车摇进/摇出指令；
软启动控制单元，用于控制电机根据指令接收单元接收到的指令 以对应的方向软启动；
电机电流检测单元，用于检测电机运行过程中的电流是否大于设 定的保护电流，如果是则直接触发制动控制单元工作，否则运动到指 定位置后触发制动控制单元工作；制动控制单元；以及
反转控制单元，用于在所述制动控制单元结束对电机的控制后， 控制电机向相反的方向转动。
所述指令接收单元和软启动控制单元之间还可设置有手车位置 判断单元，用于判断手车当前位置是否允许操作，当允许时，触发所 述软启动控制单元。
一种电动手车数字控制装置，包括依次连接的指令接收电路、微处理器和电机驱动电路，所述微处理器的输入端还连接有手车位置检 测电路，所述电机驱动电路的输出还链接有电流检测电路，所述电流 检测电路的输出端连接到所述微处理器；所述微处理器还连接有一个 电机方向转换电路，所述电机方向转换电路的输出端也与所述电机相连接。所述电机驱动电路可采用功率场效应管，所述场效应管的栅极与 所述微处理器相连，漏极连接所述电机，所述电流检测电路可采用采 样电阻，所述采样电阻串联在所述功率场效应管的源极和地端之间。本发明通过对手车的位置及工作状态进行控制及判断，实时监控 电动机构电机的输出功率及电流。电机工作正常时保护不启动；如果 出现卡滞、堵转等异常情况，电机输出电流增加，及时控制电机制动 并切断电机电源，并控制电机反转，使离合器顺利解锁，使整个机构 得到保护。
图1为本发明实施例一的流程图；图2为本发明实施例二的原理框图；图3为本发明实施例三的原理框图；图4为本发明实施例三的电路原理图。
具体实施方式
实施例一 一种电动手车数字控制方法，如图1中所示，包括如 下歩骤，接收手车摇进/摇出指令； 判断手车当前位置是否允许操作；如果是则控制电机根据指令以对应的方向软启动，否则返回初始在电机运行的过程中，检测电机运行过程中的电流是否大于设定 的保护电流Ip;如果是则控制电机制动，否则运动到指定的工作/试验位置后制 动；当初始接收到的是摇进指令时，指定位置为工作位置，当初始接 收到的是摇出指令时，指定位置为试验位置；当因电机电流大于设定的保护电路而制动后，电机向相反的方向 转动，持续500ms，使得手车脱离故障位置，此时进入故障状态，待 收到复位指令时返回待机状态。实施例二 为 一种采用实施例一 中方法的电动手车数字控制装 置，如图2中所示，包括指令接收单元，用于接收手车摇进/摇出指令；手车位置判断单元，用于判断手车当前位置是否允许操作，当允 许时，触发所述软启动控制单元；软启动控制单元，用于控制电机根据指令接收单元接收到的指令 以对应的方向软启动；电机电流检测单元，用于检测电机运行过程中的电流是否大于设 定的保护电流，如果是则直接触发制动控制单元工作，否则运动到指 定位置后触发制动控制单元工作；制动控制单元，用于控制电机从运行状态到静止状态的制动；反转控制单元，用于在所述制动控制单元结束对电机的控制后， 控制电机向相反的方向转动。实施例三为一种采用实施例一中方法的电动手车数字控制装 置，如图3中所示，包括依次连接的指令接收电路、微处理器和电机8驱动电路，所述微处理器的输入端还连接有手车位置检测电路，所述 电机驱动电路的输出还链接有电流检测电路，所述电流检测电路的输 出端连接到所述微处理器；所述微处理器还连接有一个电机方向转换 电路，所述电机方向转换电路的输出端也与所述电机相连接。如图4 中所示，所述电机驱动电路采用功率场效应管QIO，所述场效应管 Q10的栅极与所述微处理器U7相连，漏极连接所述电机M，所述微 处理器U7向所述场效应管Q10输出PWM功率控制信号，经功率放 大后送入所述电机M，所述电流检测电路采用采样电阻R63，所述采 样电阻R63串联在所述功率场效应管Q10的源极和地端之间，将实 时采样的输出回路电流反馈到微处理器U7，所述电流检测电路通过 对所述微处理器输出的PWM信号进行检测，实时监控电机的工作电 流，即电机的输出功率，可以对电机的运行情况进行精确的监测及控 制。单刀双掷继电器J2、 J3在所述微处理器U7的控制下，转换电机 与电机驱动电路的接入方向，根据所述微处理器U7送入的运行方向 控制信号，输出符合极性要求的驱动电压到电机M，作为电机方向转 换电路实现电机运行方向的转换。手车位置检测电路通过设置在手车 中相应位置的多个行程开关或接近开关，将检测到的手车位置信号， 经光电耦合器隔离后变送到所述微处理器U7。基于上述结构，本实施例的工作过程如下初始上电后，微控制 器U7对软硬件自检通过后进入待命状态，当接收到"到试验位"或 "到工作位"命令后；微控制器U7立即通过手车位置检测电路判断 手车当前位置，符合条件立即启动所述微控制器U7内部PWM模块， 将以最小输出功率输出到电机驱动电路，同时将运行方向信号发送给 电机方向转换电路，经变换后输出正确的功率信号到手车的控制电机，驱动手车向正确的方向运行，运行过程中所述微控制器U7实时 对电流检测电路送入的电流信号进行判断处理，运行电流无异常再缓 慢增加输出功率直到额定值，实现电机的软启动，正常运行过程中所 述微控制器U7对手车位置检测电路送入的手车实时位置进行判断， 到达预定位置时立即关闭输出电源并对电机制动。当系统因外界原因运行不畅时，经所述电流检测电路反馈到微控制器U7的运行电流将 大于内部整定值，微控制器U7经内部判断确认是异常运行信号后， 立即以PWM方式控制所述电机驱动电路实现制动，使电机及机构得 到保护，并启动逆转程序，控制电机方向转换电路转化电机电源方向， 使驱动手车的电机M逆向转动约500ms，实现离合器顺利解锁，便 于切换为手动操作排除故障。以上对本发明所提供的电动手车数字控制方法及装置进行了详 细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐 述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思 想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不 应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种电动手车数字控制方法，其特征在于包括如下步骤，接收手车摇进/摇出指令；控制电机根据指令以对应的方向软启动；检测电机运行过程中的电流是否大于设定的保护电流；如果是则控制电机制动，并控制电机向相反的方向转动；否则运动到指定位置后制动。
2. 根据权利要求l所述的电动手车数字控制方法，其特征在于所述控制电机向相反的方向转动的步骤，以到达设定的持续时间为终止条件。
3. 根据权利要求2所述的电动手车数字控制方法，其特征在于所述持续时间为100ms 1 OOOms 。
4. 根据权利要求1或2或3所述的电动手车数字控制方法，其特 征在于所述接收手车摇进/摇出指令步骤之后，还包括判断手车当 前位置是否允许操作的步骤，当允许时，控制电机根据指令以对应的 方向软启动。
5. —种采用权利要求1中所述电动手车数字控制方法的电动手 车数字控制装置，其特征在于包括指令接收单元，用于接收手车摇进/摇出指令；软启动控制单元，用于控制电机根据指令接收单元接收到的指令 以对应的方向软启动；电机电流检测单元，用于检测电机运行过程中的电流是否大于设 定的保护电流，如果是则直接触发制动控制单元工作，否则运动到指定位置后触发制动控制单元工作； 制动控制单元；以及反转控制单元，用于在所述制动控制单元结束对电机的控制后， 控制电机向相反的方向转动。
6. 根据权利要求5所述的电动手车数字控制装置，其特征在于 所述指令接收单元和软启动控制单元之间还设置有手车位置判断单 元，用于判断手车当前位置是否允许操作，当允许时，触发所述软启 动控制单元。
7. —种采用权利要求1中所述电动手车数字控制方法的电动手车数字控制装置，包括依次连接的指令接收电路、微处理器和电机驱 动电路，所述微处理器的输入端还连接有手车位置检测电路，其特征在于所述电机驱动电路的输出还连接有电流检测电路，所述电流检 测电路的输出端连接到所述微处理器；所述微处理器还连接有一个电机方向转换电路，所述电机方向转换电路的输出端也与所述电机相连 接。
8. 根据权利要求7所述的电动手车数字控制装置，其特征在于所述电机驱动电路采用功率场效应管，所述场效应管的栅极与所述微 处理器相连，漏极连接所述电机，所述电流检测电路采用采样电阻， 所述采样电阻串联在所述功率场效应管的源极和地端之间。
全文摘要
本发明涉及电气开关柜中的手车电动控制，特别涉及一种电动手车数字控制方法及装置，本发明通过对手车的位置及工作状态进行控制及判断，实时监控电动机构电机的输出功率及电流。电机工作正常时保护不启动；如果出现卡滞、堵转等异常情况，电机输出电流增加，及时控制电机制动并切断电机电源，并控制电机反转，使离合器顺利解锁，使整个机构得到保护。
文档编号H02B11/167GK101557084SQ20091020349
公开日2009年10月14日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者杨新洁, 平 苏, 明 黄 申请人:厦门Abb开关有限公司