本實(shí)用新型技術(shù)涉及一種用于控制力矩電機(jī)式電動(dòng)卷筒的控制裝置。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)絕大部分電動(dòng)卷筒采用力矩電機(jī)作為動(dòng)力和阻尼力，電動(dòng)卷筒由機(jī)械、控制二部分組成。機(jī)械部分用來(lái)收取和釋放電纜、軟管等被卷取物。控制部分用于電氣聯(lián)動(dòng)的控制和力矩調(diào)節(jié)。電動(dòng)卷筒安裝在移動(dòng)設(shè)備上，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備離開電源取電點(diǎn)時(shí)，卷筒處于開卷狀態(tài)，在移動(dòng)設(shè)備的拉力作用下將被卷取物拖出，此時(shí)力矩電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，起阻尼器作用；當(dāng)移動(dòng)設(shè)備向電源取電點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，卷筒處在收卷狀態(tài)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過(guò)傳動(dòng)裝置，將運(yùn)動(dòng)傳給卷筒卷盤，使之收取被卷取物。

力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子的同步轉(zhuǎn)速有時(shí)相差會(huì)很大，轉(zhuǎn)速差越大，電機(jī)轉(zhuǎn)子切割磁力線的速度越快，電機(jī)的電流也會(huì)相應(yīng)越大。力矩電機(jī)輸出的堵轉(zhuǎn)力矩與電壓值的平方大致成正比。我們知道收卷時(shí)，被卷取物承受的張力相對(duì)來(lái)說(shuō)變化很小，但開卷時(shí)，張力變化很大。在收卷時(shí)，電機(jī)輸出力矩雖然增大快，但力臂（卷繞的半徑）隨著增大，因此張力變化很小;開卷時(shí)，由于機(jī)械摩擦力和力矩輸出增大的影響，在經(jīng)過(guò)取電點(diǎn)時(shí)，張力（最小開卷張力）馬上達(dá)到收卷張力的1.5倍以上；在持續(xù)開卷過(guò)程中，雖然電機(jī)輸出力矩增加較慢，但是力臂會(huì)減小到最大時(shí)的三分之一，最大張力可達(dá)到最小開卷張力3倍以上。因此，開卷張力可達(dá)到收卷張力時(shí)5倍以上。張力的大小選定是根據(jù)一定長(zhǎng)度（卷取高度）的被卷取物重量為依據(jù)，張力能克服被卷取物重力而能被卷起。再考慮到啟動(dòng)卷盤等動(dòng)態(tài)因素，張力要達(dá)到被卷取物重量的兩倍，但在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)需要的張力。

其主要缺陷：控制部分輸出給力矩電機(jī)的電壓是僅能手動(dòng)調(diào)節(jié)的固定電壓，以移動(dòng)設(shè)備在最高運(yùn)行速度時(shí)能收取好被卷取物為準(zhǔn)。但在開卷時(shí)張力太大，有時(shí)很容易拉傷甚至拉斷被卷取物。同時(shí)在移動(dòng)設(shè)備低速運(yùn)行時(shí)，收卷有可能出現(xiàn)較大張力，如：低速時(shí)力矩輸出大，當(dāng)卷繞半徑小時(shí)，力臂短，也會(huì)現(xiàn)較大張力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種在收取被卷取物時(shí)有足夠力矩輸出，同時(shí)又能在開卷時(shí)降低被卷取物承受的張力的自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓的力矩電機(jī)式電動(dòng)卷筒控制裝置。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種力矩電機(jī)式電動(dòng)卷筒控制裝置，其特征在于為：包括有三相交流調(diào)壓模塊和電流傳感器，所述三相交流調(diào)壓模塊為一個(gè)由6個(gè)可控硅和觸發(fā)電路組成的調(diào)壓模塊，所述觸發(fā)電路與可編程控制器相連并接收由可編程控制器輸出的0～10V的模擬量，三相交流調(diào)壓模塊的輸出端和力矩電機(jī)之間接有一電流傳感器，輸出電壓的大小受模擬量控制。

本實(shí)用新型輸出的交流電壓可調(diào)，收卷時(shí)提供一個(gè)固定的電壓給力矩電機(jī)，使其有正常的力矩輸出；開卷時(shí)電壓逐步減小，提供一個(gè)恒定電流給力矩電機(jī)，實(shí)現(xiàn)被卷取物承受的張力相對(duì)穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路圖：

圖2是三相交流調(diào)壓模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的各元器件連接圖：

圖中：QF是空氣開關(guān)，KM為交流接觸器，MK是三相交流調(diào)壓模塊，SI為電流傳感器，HL為電源指示燈，PV為電壓表，MT為力矩電機(jī)， M2為散熱風(fēng)機(jī)，MZD為電機(jī)制動(dòng)器， FU1、FU2、FU3為快速熔斷器。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明：

從圖1、圖2可知，本實(shí)用新型為一種力矩電機(jī)式電動(dòng)卷筒控制裝置，包括有三相交流調(diào)壓模塊和電流傳感器，其特征在于為：所述三相交流調(diào)壓模塊為一個(gè)由6個(gè)可控硅和觸發(fā)電路組成的調(diào)壓模塊，所述觸發(fā)電路與可編程控制器相連并接收由可編程控制器輸出的0～10V的模擬量，三相交流調(diào)壓模塊的輸出端和力矩電機(jī)之間接有一電流傳感器，輸出電壓的大小受模擬量控制。

從圖3可知，本實(shí)用新型的各元器件連接是：三相380V交流電源經(jīng)空氣開關(guān)QF、三個(gè)快速熔斷器（FU1、FU2、FU3）、交流接觸器KM后，接入三相交流調(diào)壓模塊MK輸入端，散熱風(fēng)機(jī)M2及制動(dòng)器MZD并聯(lián)在三相交流調(diào)壓模塊輸入端前，三相交流調(diào)壓模塊MK輸出端接力矩電機(jī)MT。在輸出端和力矩電機(jī)之間接有電流傳感器SI，電流傳感器SI的輸出信號(hào)接可編程控制器PLC的模擬量輸入點(diǎn)AI、三相交流調(diào)壓模塊MK的控制端口接可編程控制器PLC模擬量輸出端AQ。電壓表接在調(diào)壓模塊PV的輸出端上。

本實(shí)用新型的工作狀態(tài)：

1、自動(dòng)識(shí)別收卷和開卷：當(dāng)移動(dòng)設(shè)備發(fā)出運(yùn)行信號(hào)時(shí)，可編程控制器PLC控制接觸器KM吸合，制動(dòng)器MZD打開、散熱風(fēng)機(jī)M2運(yùn)行、調(diào)壓模塊輸入端得三相380V電，同時(shí)可編程控制器PLC模擬量輸出端AQ提供一個(gè)控制電壓給三相交流調(diào)壓模塊MK，三相交流調(diào)壓模塊MK輸出三相電壓給力矩電機(jī)MT。電流傳感器就會(huì)檢測(cè)到一個(gè)電流信號(hào)，如果電流值上升很快，則表明卷筒是在外力作用下開卷，否則是在收卷狀態(tài)。因?yàn)殚_卷時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)差率大，處在制動(dòng)阻尼狀態(tài)，電流明顯會(huì)大于收卷。同樣在收卷經(jīng)過(guò)取電點(diǎn)時(shí)，卷筒從收卷轉(zhuǎn)換成開卷狀態(tài)，由于電機(jī)轉(zhuǎn)差率突變會(huì)有一個(gè)電流的跳變，系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)電流來(lái)識(shí)別運(yùn)行中收卷和開卷的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

2、收卷控制：如果啟動(dòng)瞬間檢測(cè)到的是收卷，則給力矩電機(jī)提供一個(gè)定電壓，讓卷筒按照傳統(tǒng)方式工作。

3、開卷控制：當(dāng)卷筒處在開卷狀態(tài)時(shí)，將通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，控制輸出電流值在一個(gè)固定值上。隨著開卷的持續(xù)運(yùn)行，卷繞半徑R變小而力臂變短，但系統(tǒng)為了控制電流不變而逐漸降低電壓使出力矩M相應(yīng)變小。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。