一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置

摘要

本实用新型公开了一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置，包括档位检测电路、计时电路芯片、延时电路芯片、计数器芯片、DA数模转换芯片、电压输出电路、晶闸管移相触发器模块、晶闸管驱动模块和多路继电器开关模块，档位检测电路与计时电路芯片、延时电路芯片、DA数模转换芯片分别电连接，延时电路芯片与计数器芯片电连接，计数器芯片与DA数模转换芯片电连接，DA数模转换芯片与电压输出电路电连接，电压输出电路与晶闸管移相触发器模块电连接，晶闸管移相触发器模块与晶闸管驱动模块电连接，计时电路芯片与多路继电器开关模块电连接。本实用新型可实现对起重电机的多纬度控制，能实现最低成本对传统起重电机的控制系统进行升级改造。

说明书

技术领域

本实用新型是涉及一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置，属于电机性能改造和功能升级的技术领域。

背景技术

因三相异步电机具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，因此被广泛运用于冶金、港口等行业的起升设备中。由于目前在冶金行业中用于起升系统的起重电机主要是绕线型三相异步电机，且基本采用延时控制模式实现转子串电阻控制，为全压运行，启动时电流冲击大，容易对电网造成影响，且接触器触点在通断时容易产生电火花，很容易致使接触器和电机烧坏，关键是，这种控制方式不能实现定子调压，不能实现软启动，运行过程中需频繁的全压启动和制动，以致对起重机机械结构的冲击非常大，致使整套起重机系统的使用寿命受到很大影响。而现有的软启动器功能较为单一，仅能实现对三相异步电机的启动阶段实现降压控制。虽然现有的变频调速器可实现动态调压调速，但价格较贵，使用和维护成本较高，并非适用于所有场合，且难以实现绕线转子异步电机的转子串电阻控制，关键是，若将传统转子串电阻控制方式升级为变频调速控制方式，需要将现有的整套电阻器系统都替换掉，以致造成资源浪费、升级改造成本高昂且周期长，以致不能满足对大量传统起重电机进行低成本升级改造需求。而我国冶金行业中现存的大量起重电机，随着产业发展，又急需能实现兼顾这类电机的控制效果与经济性的最优改造升级技术。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本实用新型的目的是提供一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置，以实现对现存的传统起重电机进行低成本、简单快捷地升级改造，使大量传统起重电机的控制性能和机械特性能得到最大优化和最佳发挥。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置，包括档位检测电路、计时电路芯片、延时电路芯片、计数器芯片、DA数模转换芯片、电压输出电路、晶闸管移相触发器模块、晶闸管驱动模块和多路继电器开关模块，所述档位检测电路的信号输出端与计时电路芯片、延时电路芯片、DA数模转换芯片的信号输入端分别电连接，且，延时电路芯片的信号输出端与计数器芯片的信号输入端电连接，计数器芯片的信号输出端与DA数模转换芯片的信号输入端电连接，DA数模转换芯片的信号输出端与电压输出电路的信号输入端电连接，电压输出电路的信号输出端与晶闸管移相触发器模块的信号输入端电连接，晶闸管移相触发器模块的信号输出端与晶闸管驱动模块的信号输入端电连接，计时电路芯片的信号输出端与多路继电器开关模块的信号输入端电连接。

一种实施方案，所述档位检测电路的信号输入端与主令开关电连接。

进一步实施方案，所述的档位检测电路是由整流电路、降压电路、滤波电路和光电隔离电路组成，以用于检测输入电压为AC 220V的档位信号。

一种实施方案，还包括电位器，所述电位器的信号输出端与延时电路芯片的信号输入端电连接。

一种实施方案，所述的延时电路芯片选用NE555集成芯片。

一种实施方案，所述的计数器芯片选用十进制计数器集成芯片，如：CD4017集成芯片。

一种实施方案，所述的DA数模转换芯片选用8位DA转换集成芯片，如：DAC0832集成芯片。

一种实施方案，所述的电压输出电路是隔离型升降压电路，以用于对DA数模转换芯片输出的模拟电压信号进行隔离和升降压处理。

一种实施方案，所述的晶闸管移相触发器模块是由5只双向晶闸管移相触发器(如：DKS-1型号)集成得到。

一种实施方案，所述的晶闸管驱动模块是由5只晶闸管模块(如：MTC系列)集成得到。

一种实施方案，所述的晶闸管驱动模块设有与三相电源电连接的输入铜排和与起重电机电连接的输出铜排。

一种实施方案，所述的计时电路芯片选用555时基芯片。

一种实施方案，所述的多路继电器开关模块设有与起重电机自带的电阻器电连接的接线端子。

一种实施方案，所述的多路继电器开关模块是由5只支持高/低电平触发的1路光耦隔离继电器驱动模块集成得到。

一种实施方案，所述的控制装置还包括金属箱体，所述的档位检测电路、计时电路芯片、延时电路芯片、计数器芯片、DA数模转换芯片、电压输出电路、晶闸管移相触发器模块、晶闸管驱动模块和多路继电器开关模块均集成安装在该金属箱体内。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

采用本实用新型所述的控制装置，可实现绕线转子异步电机转子串电阻与定子调压同步控制，不仅能实现转子串电阻控制方式与定子调压控制方式的有机结合，使传统起重电机在具有转子串电阻控制功能的基础上，能同时兼有软启动和定子调压调速控制功能，解决了现有软启动器仅能实现单一软启动功能及现有变频器不能实现转子串电阻控制功能的缺陷问题，实现了对起重电机的多纬度控制；另外，本实用新型所述控制装置具有成本低、易于实现、可与原有电阻器(电阻箱)相兼容等优点，能实现以最小改动、最低成本对传统起重电机的控制系统进行升级改造，能使传统起重电机的控制性能和机械特性得到最大优化和最佳发挥。因此，相对于现有技术，本实用新型具有显著性进步和很强的工业应用价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置的前侧视结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置的后侧视结构示意图；

图3是图1所示的控制装置在去掉端子翻盖后的结构示意图；

图4是图1所示的控制装置在去掉金属箱体后的内部结构示意图；

图5是本实用新型实施例中所述的档位检测电路的具体电路图；

图6是本实用新型实施例中所述的电压输出电路的具体电路图；

图7是采用本实用新型实施例所述的控制装置进行传统起重电机升级改造的原理框图。

图中标号示意如下：01、档位检测电路；02、计时电路芯片；03、延时电路芯片；04、计数器芯片；05、DA数模转换芯片；06、电压输出电路；07、晶闸管移相触发器模块；08、晶闸管驱动模块；09、多路继电器开关模块；10、主令开关；11、电位器；12、起重电机；13、输入铜排；14、输出铜排；15、电阻器；16、与电阻器电连接的接线端子；17、金属箱体；18、集成电路板；19、与主令开关电连接的接线端子；20、与电位器电连接的接线端子；21、端子翻盖；22、固定安装件；23、散热器；24、散热风扇。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。

实施例

请参阅图7所示：本实用新型提供的一种能用于升级改造传统起重电机的控制装置，包括：档位检测电路01、计时电路芯片02、延时电路芯片03、计数器芯片04、DA数模转换芯片05、电压输出电路06、晶闸管移相触发器模块07、晶闸管驱动模块08和多路继电器开关模块09，所述档位检测电路01的信号输出端与计时电路芯片02、延时电路芯片03、DA数模转换芯片05的信号输入端分别电连接，且，延时电路芯片03的信号输出端与计数器芯片04的信号输入端电连接，计数器芯片04的信号输出端与DA数模转换芯片05的信号输入端电连接，DA数模转换芯片05的信号输出端与电压输出电路06的信号输入端电连接，电压输出电路06的信号输出端与晶闸管移相触发器模块07的信号输入端电连接，晶闸管移相触发器模块07的信号输出端与晶闸管驱动模块08的信号输入端电连接，计时电路芯片02的信号输出端与多路继电器开关模块09的信号输入端电连接；且，所述档位检测电路01的信号输入端与主令开关10电连接；还包括电位器11，所述电位器11的信号输出端与延时电路芯片03的信号输入端电连接；所述的晶闸管驱动模块08设有与三相电源电连接的输入铜排13和与起重电机12电连接的输出铜排14；所述的多路继电器开关模块09设有与起重电机12自带的电阻器15电连接的接线端子16。

采用本实用新型所述的控制装置实现传统起重电机升级改造的原理如下：

使档位检测电路01与主令开关10电连接，以检测获知起重电机12的运行档位信号；

一旦档位检测电路01获知了起重电机12的运行档位信号(为电压信号)，就同步触发计时电路芯片02和延时电路芯片03的计时，并同时将起重电机12的运行档位信号(为起重电机运行的目标电压信号)发送给DA数模转换芯片05；

当计时电路芯片02的计时时间达到某级电阻的切除或接入时间，计时电路芯片02就触发多路继电器开关模块09通断电阻器15上的对应继电器触点以实现相应转子电阻的切除或接入；

同时，延时电路芯片03根据电位器11(或称可调电阻)所输送的可变电压可产生不同的延时电信号，以实现不同的延时周期去触发计数器芯片04进行计数并将计数值输出给DA数模转换芯片05；

DA数模转换芯片05根据计数器芯片04发送的计数值进行数模转换，向电压输出电路06给出每次递增或递减的模拟电压信号，然后经过电压输出电路06进行隔离和升降处理后输送给晶闸管移相触发器模块07，由晶闸管移相触发器模块07将采集的电压信号转换为晶闸管相位角控制信号，通过使晶闸管驱动模块08与起重电机13电连接，即可控制起重电机实现调压运行和软启动。

由于本实用新型所述控制装置，是通过档位检测电路01同步触发计时电路芯片02和延时电路芯片03，因而实现了转子串电阻与定子调压同步控制，既能实现转子串电阻控制方式与定子调压控制方式的有机结合，使传统起重电机在具有转子串电阻控制功能的基础上，能同时兼有软启动和定子调压调速控制功能，而且能解决现有软启动器仅能实现单一软启动功能及现有变频器不能实现转子串电阻控制功能的缺陷问题，实现了对起重电机的多纬度控制。

进一步，为了方便对传统起重电机进行升级改造操作，本实用新型所述的控制装置还包括金属箱体17，档位检测电路01、计时电路芯片02、延时电路芯片03、计数器芯片04、DA数模转换芯片05、电压输出电路06、晶闸管移相触发器模块07、晶闸管驱动模块08和多路继电器开关模块09均集成安装在该金属箱体17内，其中：档位检测电路01、计时电路芯片02、延时电路芯片03、计数器芯片04、DA数模转换芯片05和电压输出电路06集成在一个集成电路板18上；用于与起重电机12电连接的输出铜排14和与三相电源电连接的输入铜排13均由金属箱体17的底部穿出；用于与电阻器15电连接的接线端子16、用于与主令开关10电连接的接线端子19、用于与电位器11电连接的接线端子20均设置在金属箱体17的前侧下部，在金属箱体17的前侧面板上设有可开合的端子翻盖21，以便于接线操作和防护接线端子；另外，在金属箱体17的背面还设有固定安装件22，以利于将本实用新型所述的整体控制装置可固定安装在现场电气控制柜内；详细结构请结合图1至图4所示。

作为优选方案，本实用新型所述的控制装置，还包括散热器23和散热风扇24，以实现更好的散热效果，以利于延长所述控制装置的使用寿命。

另外，本实用新型所述的档位检测电路01是由整流电路、降压电路、滤波电路和光电隔离电路组成，以用于检测输入电压为AC 220V的档位信号，具体电路图可采用图5所示；所述的延时电路芯片03选用NE555集成芯片；所述的计数器芯片04选用十进制计数器集成芯片，如：CD4017集成芯片；所述的DA数模转换芯片05选用8位DA转换集成芯片，如：DAC0832集成芯片；所述的电压输出电路06是隔离型升降压电路，以用于对DA数模转换芯片输出的模拟电压信号进行隔离和升降压处理，具体电路图可采用图6所示；所述的晶闸管移相触发器模块07是由5只双向晶闸管移相触发器(如：DKS-1型号)集成得到；述的晶闸管驱动模块08是由5只晶闸管模块(如：MTC系列)集成得到；所述的计时电路芯片02选用555时基芯片；所述的多路继电器开关模块09是由5只支持高/低电平触发的1路光耦隔离继电器驱动模块(如：JQC-3FF)集成得到。

综上所述可见，采用本实用新型所述的控制装置，可实现绕线转子异步电机转子串电阻与定子调压同步控制，不仅能实现转子串电阻控制方式与定子调压控制方式的有机结合，使传统起重电机在具有转子串电阻控制功能的基础上，能同时兼有软启动和定子调压调速控制功能，解决了现有软启动器仅能实现单一软启动功能及现有变频器不能实现转子串电阻控制功能的缺陷问题，实现了对起重电机的多纬度控制；另外，本实用新型所述控制装置具有成本低、易于实现、可与原有电阻器(电阻箱)相兼容等优点，能实现以最小改动、最低成本对传统起重电机的控制系统进行升级改造，能使传统起重电机的控制性能和机械特性得到最大优化和最佳发挥。因此，相对于现有技术，本实用新型具有显著性进步和很强的工业应用价值。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。