专利名称：锥形电机停机制动系统及方法
技术领域：
本发明涉及锥形电机控制领域，更具体地说，涉及一种锥形电机停机制动系统及 方法。
背景技术：
锥形电机(电动葫芦)是一种自带刹车的定子与转子成锥形的三相异步电动机，其 集动力与制动力于一体。这种电机具有结构紧凑，体积小，质量轻，起动转矩大，制动迅速可 靠，使用安全等特点，因其结构简单，使用方便，在中小起重现场广泛应用。
锥形电机适应频繁起动、制动和正反转交替运行的场合，其工作原理是电机的定 子内腔与转子外形都呈锥形，构成电磁抱闸装置，电磁抱闸装置根据锥形电机中定、转子之 间的电磁力与弹簧力之间的共同作用来实现开闸与抱闸动作。具体地，锥形电机的锥形制 动环镶于风扇制动轮上，静制动环镶在后端盖上；定子端通入三相交流电后，产生旋转磁 场，同时产生轴向磁拉力，使转子轴向移动并压缩弹簧，使得风扇制动轮上的锥形环与静制 动环离开，转子开始转动；定子断电后，轴向磁拉力消失，转子在弹簧作用下，连同风扇制动 轮一起复位，使动、静制动环接触，产生摩擦力矩，迫使电机立即停转。
目前的锥形电机都是采用变频器自由停车、锥形电机去磁后自动关闭制动器的方 式制动。锥形电机的制动器内置在电机中，当电机中的磁场强度小于一定值时自动关闭。
然而上述锥形电机在断开供电的瞬间还存在剩磁，并按一定的时间常数逐渐衰 减。由于传统的控制方式在变频器停车时无法迅速消磁，使得变频器从执行停车指令开始 到锥形电机制动器关闭之间需要至少10(T200ms的时间，这段时间内变频器没有输出，制 动器也没有关闭，因此负载重物会自由落体导致溜钩。发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述锥形电机在停车时易出现溜钩的问题， 提供一种锥形电机停机制动系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种锥形电机停机制动系统，所述 锥形电机通过变频器驱动转动，该系统包括短接控制单元及计时器单元，其中所述计时器 单元，用于在所述变频器停止输出时开始计时并在达到第一时长时输出第一信号、在变频 器输出端短接后开始计时并在达到第二时长时输出第二信号；所述短接控制单元，用于在 接收到第一信号时使变频器输出端的任意两相短接、并在接收到第二信号时断开所述变频 器输出端的相线之间的连接。
在本发明所述的锥形电机停机制动系统中，所述短接控制单元包括控制芯片、继 电器回路和接触器，其中所述控制芯片根据变频器的输出状态及来自计时器单元的信号 向继电器回路输出导通或断开指令；所述接触器包括接于继电器回路中的电磁线圈以及接 于所述变频器输出端的任意两相间的触点。
在本发明所述的锥形电机停机制动系统中，所述控制芯片及继电器回路位于所述变频器中。
在本发明所述的锥形电机停机制动系统中，所述第一时长为0-500毫秒。
在本发明所述的锥形电机停机制动系统中，所述第二时长为ο-1秒。
本发明还提供一种锥形电机停机制动方法，所述锥形电机通过变频器驱动转动， 该方法包括以下步骤
(a)在所述变频器停止输出时开始计时；
(b)在达到第一时长时，使变频器输出端的任意两相短接；
(C)在短接达到第二时长时，断开所述变频器输出端的相线之间的连接。
在本发明所述的锥形电机停机制动方法中，所述步骤(b)和(C)中，通过由继电器 回路控制的接触器实现变频器输出端的相线间的短接及断开，所述接触器包括接于继电器 回路中的电磁线圈以及接于所述变频器输出端的任意两相间的触点。
在本发明所述的锥形电机停机制动方法中，所述继电器回路位于变频器中并由变 频器的控制芯片控制导通或断开。
在本发明所述的锥形电机停机制动方法中，所述第一时长为0-500毫秒。
在本发明所述的锥形电机停机制动方法中，所述第二时长为0-1秒。
本发明的锥形电机停机制动系统及方法，通过在锥形电机停机时短接变频器输出 端的相线，可快速消除锥形电机内部剩磁，使得锥形电机能够迅速关闭制动器。本发明可有 效避免锥形电机停车时出现溜钩现象。
图1是本发明锥形电机停机制动系统第一实施例的示意图。
图2是本发明锥形电机停机制动系统第二实施例的示意图。
图3是本发明锥形电机停机制动方法实施例的流程图。
图4是图3中短接变频器输出端步骤的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明锥形电机停机制动系统第一实施例的示意图，其中上述锥 形电机12通过变频器11驱动转动，即变频器11的输出端连接到锥形电机12的输入端。本 实施例中的锥形电机停机制动系统包括短接控制单元14及计时器单元13，其中计时器单 元13用于进行计时控制，而短接控制单元14则用于控制变频器11的输出端的三相线中设 定的两相线的短接及断开。上述短接控制单元14及计时器单元13可集成到变频器并结合 软件实现。在实际应用中，上述短接控制单元14及计时器单元13也可通过单独的硬件和 软件来实现，其通过向变频器输出端输出控制信号实现锥形电机停机控制。
具体地，上述计时器单元13在变频器11停止输出时开始计时并在达到第一时长 时输出第一信号、在变频器输出端短接(短接控制单元14产生短接控制信号)后开始计时并 在达到第二时长时输出第二信号。上述计时器单元13可由两个独立的计时器电路构成，也可由一个计时器电路构成。并且上述第一时长、第二时长可根据不同的应用场合进行设定。
短接控制单元14则在接收到来自计时器单元13的第一信号时使变频器11的输 出端的任意两相短接、并在接收到第二信号时断开变频器输出端短接的相线之间的连接。 变频器11的输出端一旦短接，便能够立即消除锥形电机12内部的剩磁，从而使得锥形电机 12能够迅速关闭制动器。
由于短接变频器11的输出侧将会引起变频器11内部电流急剧上升，从而产生过 流的危险，因此需要控制变频器输出侧短接的时间，即需要控制上述的第一时长及第二时 长。
上述的第一时长为变频器11停止输出至变频器输出端开始短接的时间。该第一 时长如果设置过短则变频器有过流的危险，如果设置过长则锥形电机停车控制的效果不明 显。该第一时长的值介于0-1秒之间(需保证变频器11不过流)，并可根据具体的应用场合 (例如锥形电机额定功率、载重等)进行设置。较佳地，该第一时长可以为5 10ms。
上述的第二时长为变频器输出端短接的时间。该第二时长若设置过短则锥形电机 停车控制的效果不明显，设置过长则影响频繁启停场合的使用效果。该第二时长的值介于 0-1秒之间，并可根据具体的应用场合(例如锥形电机额定功率、载重等)进行设置。较佳地， 该第二时可以为30(T500ms。
如图2所示，是本发明锥形电机停机制动系统第二实施例的示意图，其中上述锥 形电机22通过变频器21驱动转动，即变频器21的输出端连接到锥形电机22的输入端。本 实施例中的锥形电机停机制动系统同样包括计时器单元23及短接控制单元，且计时器单 元23及短接控制单元集成到变频器21。
本实施例中的短接控制单元包括控制芯片241、继电器回路242和接触器，其中接 触器包括接于继电器回路242中的电磁线圈2431以及接于变频器输出端的任意两相间的 触点2432。
同样地，上述计时器单元23在变频器21停止输出时开始计时并在达到第一时长 时输出第一信号、在变频器输出端短接(即继电器回路242闭合)后开始计时并在达到第二 时长时输出第二信号。控制芯片241可以为变频器的控制芯片，其根据变频器的输出状态 及来自计时器单元23的信号向继电器回路242输出导通或断开指令。例如，控制芯片241 在接收到来自计时器单元23的第一信号时，使继电器回路242闭合，从而继电器回路242 中的电磁线圈2431产生磁场，使接于变频器输出端的任意两相间的触点2432吸合，变频器 输出端短接；在接收到来自计时器单元23的第二信号时，使继电器回路242断开，从而继电 器回路242中的电磁线圈2431的磁场消失，释放触点2432，使变频器输出端的短接断开。
如图3所示，是本发明锥形电机停机制动方法实施例的流程图，其中锥形电机通 过变频器驱动转动。该方法包括以下步骤
步骤S31 :在变频器接收到停车指令时，停止输出。本实施例适用于现有变频器的 两种停车模式减速到停止输出或立即停止输出。
步骤S32 :在变频器停止输出时开始计时。
步骤S33 :判断是否达到第一时长，若达到第一时长则执行步骤S34 ;否则返回步 骤S32。该第一时长的值介于0-500毫秒之间，并可根据具体的应用场合(例如锥形电机额 定功率、载重等)进行设置。较佳地，上述第一时长可以为5-10毫秒
步骤S34 :使变频器输出端的任意两相短接，并执行步骤S35。
步骤S35 :判断是否达到第二时长(该第二时长从变频器输出端的相线短接开始 计时)，若达到第二时长则执行步骤S36，否则返回步骤S34。该第二时长的值介于0-1秒之 间，并可根据具体的应用场合(例如锥形电机额定功率、载重等)进行设置。较佳地，上述第 二时长可以为300-500晕秒。
步骤S36 :断开变频器输出端的相线之间的连接，流程结束。
在上述的锥形电机停机制动方法中，可由变频器控制继电器回路吸合或释放接触 器，实现变频器输出端的相线间的短接及断开，其中接触器包括接于继电器回路中的电磁 线圈以及接于所述变频器输出端的任意两相间的触点。此时，图3中的短接变频器输出端 操作(即步骤S34)可通过图4所示的步骤实现
步骤S341 :变频器使继电器回路导通，从而使继电器回路中的电磁线圈产生磁 场，变频器开始计时。
步骤S342 :电磁线圈将变频器输出端的相线间的触点吸合，变频器输出端实现短 接。
步骤S343 :锥形电机的磁场强度迅速降低并在低于一定值时锥形电机的制动器 闭合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围 为准。
权利要求
1.一种锥形电机停机制动系统，所述锥形电机通过变频器驱动转动，其特征在于该系统包括短接控制单元及计时器单元，其中所述计时器单元，用于在所述变频器停止输出时开始计时并在达到第一时长时输出第一信号、在变频器输出端短接后开始计时并在达到第二时长时输出第二信号；所述短接控制单元，用于在接收到第一信号时使变频器输出端的任意两相短接、并在接收到第二信号时断开所述变频器输出端的相线之间的连接。
2.根据权利要求1所述的锥形电机停机制动系统，其特征在于所述短接控制单元包括控制芯片、继电器回路和接触器，其中所述控制芯片根据变频器的输出状态及来自计时器单元的信号向继电器回路输出导通或断开指令；所述接触器包括接于继电器回路中的电磁线圈以及接于所述变频器输出端的任意两相间的触点。
3.根据权利要求2所述的锥形电机停机制动系统，其特征在于所述控制芯片及继电器回路位于所述变频器中。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的锥形电机停机制动系统，其特征在于所述第一时长为0-500晕秒。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的锥形电机停机制动系统，其特征在于所述第二时长为0_1秒。
6.一种锥形电机停机制动方法，所述锥形电机通过变频器驱动转动，其特征在于该方法包括以下步骤(a)在所述变频器停止输出时开始计时；(b)在达到第一时长时，使变频器输出端的任意两相短接；(c)在短接达到第二时长时，断开所述变频器输出端的相线之间的连接。
7.根据权利要求6所述的锥形电机停机制动方法，其特征在于所述步骤(b)和(c) 中，通过由继电器回路控制的接触器实现变频器输出端的相线间的短接及断开，所述接触器包括接于继电器回路中的电磁线圈以及接于所述变频器输出端的任意两相间的触点。
8.根据权利要求7所述的锥形电机停机制动方法，其特征在于所述继电器回路位于变频器中并由变频器的控制芯片控制导通或断开。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的锥形电机停机制动方法，其特征在于所述第一时长为0-500晕秒。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的锥形电机停机制动方法，其特征在于所述第二时长为0_1秒。
全文摘要
本发明提供了一种锥形电机停机制动系统，所述锥形电机通过变频器驱动转动，该系统包括短接控制单元及计时器单元，其中所述计时器单元，用于在所述变频器停止输出时开始计时并在达到第一时长时输出第一信号、在变频器输出端短接后开始计时并在达到第二时长时输出第二信号；所述短接控制单元，用于在接收到第一信号时使变频器输出端的任意两相短接、并在接收到第二信号时断开所述变频器输出端的相线之间的连接。本发明还提供一种对应的方法。本发明通过在锥形电机停机时短接变频器输出端的相线，可快速消除锥形电机内部剩磁，使得锥形电机能够迅速关闭制动器。
文档编号H02P3/18GK103066898SQ20131002532
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者殷杰, 曹睿, 邱志红 申请人:苏州汇川技术有限公司, 苏州默纳克控制技术有限公司, 深圳市汇川技术股份有限公司