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原文传递一种矿井提升机动力制动系统及其控制方法

专利名称：	一种矿井提升机动力制动系统及其控制方法
摘要：	一种矿井提升机动力制动系统及其控制方法属于电机控制领域；现有设备出现故障不能及时进行制动；包括三相整流模块依次连接软启动模块、直流变换模块、电机模块、失压保护模块和机械闸模块；三相整流模块依次连接过压保护模块和移相控制模块，直流变换模块依次连接直流变换保护模块和移相控制模块，积分给定模块依次连接速度调节模和移相控制模块，移相控制模块依次连接隔离驱动模块和直流变换模块，电机模块依次连接速度检测模块和速度调节模块；直流变换保护模块包括过热保护电路、消弧保护电路、IGBT过压保护电路和IGBT失压保护电路；解决设备出现故障未及时制动的问题；本方法在矿井提升机动力制动系统正常工作的同时，全方位的对系统进行保护。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广东职业技术学院
发明人：	王北一
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910782425.5
公开号：	CN110467073A
代理机构：	哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	沈丽
分类号：	B66B1/30(2006.01);B;B66;B66B;B66B1
申请人地址：	528000 广东省佛山市禅城区澜石二路20号
主权项：	1.一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，包括三相整流模块(1)、软启动模块(2)、直流变换模块(3)、电机模块(4)、失压保护模块(5)、过压保护模块(6)、直流变换保护模块(7)、隔离驱动模块(8)、速度检测模块(9)、机械闸模块(10)、移相控制模块(11)、速度调节模块(12)和积分给定模块(13)；所述三相整流模块(1)依次连接软启动模块(2)、直流变换模块(3)、电机模块(4)和失压保护模块(5)；所述所述三相整流模块(1)的输出端连接过压保护模块(5)的输入端，所述过压保护模块(5)的输出端连接移相控制模块(11)的输入端，所述直流变换模块(3)的输出端连接直流变换保护模块(7)的输入端，所述直流变换保护模块(7)的输出端连接移相控制模块(11)的输入端，所述积分给定模块(13)的输出端连接速度调节模(12)的输入端，所述速度调节模(12)的输出端连接移相控制模块(11)的输入端，所述移相控制模块(11)的输出端连接隔离驱动模块(8)的输入端，所述隔离驱动模块(8)的输出端连接直流变换模块(3)的输入端，所述电机模块(4)的输出端连接速度检测模块(9)的输入端，所述速度检测模块(9)的输出端连接速度调节模块(12)的输入端，所述失压保护模块(5)的输出端连接机械闸模块(10)的输入端；所述直流变换保护模块(7)包括过热保护电路、消弧保护电路、IGBT过压保护电路和IGBT失压保护电路。 2.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述三相整流模块(1)包括整流电路、逆变电路、变压电路和二次整流电路；所述整流电路依次连接逆变电路、变压电路和二次整流电路。 3.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述失压保护模块(5)包括压敏电阻R和熔断器F；所述压敏电阻R一端与熔断器F的一端连接，所述压敏电阻R的另一端和熔断器F的另一端分别连接电机模块(4)的供电电源。 4.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述过压保护模块(6)包括触点ZC1、触点ZC2、触点ZC3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、熔断器F1、熔断器F2和熔断器F3；所述触点ZC1分别串联电阻R3和熔断器F1，所述触点ZC2分别串联电阻R2和熔断器F2，所述触点ZC3分别串联电阻R1和熔断器F3，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3分别连接电容C1、电容C2、电容C3，所述电容C1分别与电容C2、电容C3连接。 5.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述消弧保护电路包括二极管D50、电阻R87、电阻R88、电阻R103、电容C60、电阻R65、电阻R94、电阻R89、电容C70、二极管D51、放大器U7C、电阻R90、电阻R66、可调电阻W18、放大器U7D、电阻R119、二极管D52、三极管Q10、二极管D67和继电器XHJ；所述二极管D50分别连接电阻R87的一端和电阻R103的一端，所述电阻R87的另一端分别连接电阻R88的一端和电容C60的一端，所述电阻C60的另一端分别连接电阻R103的另一端和电阻R65的一端，电阻R65的另一端分别连接电阻R94和电阻R89，电阻R89连接放大器U7C的正极输入端，放大器U7C的负极输入端分别连接电阻R88的另一端、二极管D51和电容C70；电容C70分别连接二极管D51、放大器U7C的输出端和电阻R90，电阻R90连接放大器U7D的负极输入端，放大器U7D的正极输入端通过电阻R66连接可调电阻W18的可调端，放大器U7D的输出端串联电阻R119后分别连接二极管D52和三极管Q10的基极，二极管D52分别连接GND和三极管Q10的发射极，三极管Q10的集电极连接继电器XHJ，继电器XHJ与二极管D67并联。 6.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述IGBT过压保护电路包括电阻R56、光耦隔离U161、电阻R631、电阻R921、电阻R641、电容C17、放大器UD、可调电阻R54、电阻R55和二极管D14；所述电阻R56串联光耦隔离U161的引脚1，光耦隔离U161的引脚3分别连接电阻R631的一端和电阻R921的一端，所述电阻R631的另一端分别连接电容C17的一端和电阻R641的一端，电容C17的另一端分别连接电阻R921的另一端和GND，电阻R641的另一端分别连接放大器UD的正极输入端和电阻R55的一端，电阻R55的另一端分别连接二极管D14和放大器UD的输出端，放大器UD的负极输入端连接可调电阻R54的可调端，可调电阻R54的固定两端分别连接电源+15V和GND。 7.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述IGBT失压保护电路包括电阻R62、光耦隔离U16、二极管D40、电阻R63、电阻R92、电容C62、电阻R64、二极管D43、三极管Q5、二极管D61和继电器SYJ；所述电阻R62连接光耦隔离U16的引脚1，光耦隔离U16的引脚3分别连接二极管D40的一端和电阻R92的一端，二极管D40的另一端串联电阻R63后分别连接电阻R64的一端和电容C62的一端，电容C62的另一端分别连接电阻R92的另一端、二极管D43的一端、三极管Q5的发射极和GND，二极管D43的另一端分别连接电阻R64的另一端和三极管Q5的基极，三极管Q5的集电极串联继电器SYJ，二极管D61与继电器SYJ并联。 8.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述隔离驱动模块(8)包括IGBT驱动电路，所述IGBT驱动电路包括光耦合器IC2、电阻R4、电阻R33、电容C94、电容C33、二极管D32、电阻R38、晶体管T2、电容C37、稳压二极管D37、电阻R43、达林顿管T6、达林顿管T10、电阻R49、二极管17、稳压二极管D69和电阻R44；所述光耦合器IC2的引脚V-分别连接电容C94的一端、电容C33的一端和达林顿管T10的集电极，所述电容C94的另一端分别连接光耦合器IC2的引脚V+、电容C33的另一端和达林顿管T6的集电极，光耦合器IC2的引脚OUT分别连接另一引脚OUT、电阻R33的一端和电阻R4的一端，所述电阻R33的另一端分别连接二极管D32的一端、达林顿管T6的基极和达林顿管T10的基极，二极管D32的另一端依次连接电阻R38和晶体管T2的集电极，晶体管T2的基极分别连接电容C37的一端、稳压二极管D37的一端和电阻R43的一端，晶体管T2的发射极分别连接电容C37的另一端、电阻R43的另一端、稳压二极管D69的一端和电阻R44的一端，稳压二极管D69的另一端分别连接电阻R44的另一端和电阻R49的一端，电阻R49的另一端分别连接达林顿管T6和达林顿管T10的发射极，电阻R4的另一端分别连接稳压二极管D37的另一端和二极管D17。 9.根据权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统，其特征在于，所述积分给定模块(13)包括速度给定积分电路，所述速度给定积分电路包括电阻R5、电阻R6、放大器U5D、调节电阻W1、电阻R3、电阻R4、电阻R7、放大器U7A、电容C1、电容CU71和电容CU72；所述放大器U5D的正输入端分别连接电阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接电容C1的一端和放大器U7A的输出端，电容C1的另一端分别连接电阻R3的一端和放大器U7A的负输入端，电阻R3的另一端连接调节电阻W1的可调节端，调节电阻W1的两端分别连接放大器U5D的输出端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接放大器U7A的正极输入端，放大器U7A两侧端分别通过电容CU71和电容CU72连接GND，放大器U5D的负极输入端通过电阻R6连接GND。 10.一种基于权利要求1所述一种矿井提升机动力制动系统实现的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、将三相整流模块(1)连接三相380V交流电源；步骤b、三相380V交流电经过三相整流模块(1)转换为直流供电电压；步骤c、经过软启动模块(2)控制直流变换模块(3)将幅值固定直流电变换成幅值和极性为可变的直流电压，为电机模块(4)供电；步骤d、通过速度检测模块(9)对电机模块(4)的进行速度检测，并将速度数据传输至速度调节模块(12)，积分给定模块(13)向速度调节模块(13)传输初始给定信号，速度调节模块(12)将电机模块(4)的实际速度数据与初始给定信号进行比较，将差值反馈到移相控制模块(11)，移相控制模块(11)输出移相控制PWM信号通过隔离驱动模块(8)控制直流变换模块(3)改变供电电压从而控制电机模块(4)的速度；步骤e、通过失压保护模块(5)实时采集电机模块(4)的供电电压，当电压过大时，通过控制机械闸模块(10)锁死电机模块(4)，防止电机模块(4)发生反转，造成意外；通过过压保护模块(6)实施采集三相整流模块(1)的侧电网电压，当产生浪涌过电压及操作错误产生操作过电压时进行短路保护；通过直流变换保护模块(7)对直流变换模块(3)进行过热保护、过压保护、失压保护及消弧保护。
所属类别：	发明专利