專利名稱：全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于起重運(yùn)輸機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電磁鐵電控裝置。
背景技術(shù)：
在起重電磁鐵行業(yè)，傳統(tǒng)的電磁鐵電控裝置均為有觸點(diǎn)控制，主回路采用直流接觸器控 制電磁鐵正向勵(lì)磁和反向消磁，控制回路采用中間繼電器和時(shí)間繼電器進(jìn)行程控(見圖l)。 吸料時(shí)，將控制器SA1扳至"吸料"位置，直流接觸器KM3、 KM1、 KT1得電動作，主回路輸 出220V直流勵(lì)磁電壓，起重電磁鐵進(jìn)入勵(lì)磁吸料狀態(tài)。放料時(shí)，將控制器SA1扳至"放料 "位置，直流接觸器KM2得電動作，設(shè)備輸出直流負(fù)220V電壓、電磁鐵所儲能量通過功率 電阻R3釋放，電磁鐵并由負(fù)直流220V電壓進(jìn)行反向消磁。調(diào)節(jié)KT1的延時(shí)時(shí)間(延時(shí)時(shí)間 出廠設(shè)定為2S)。
有些自稱是無觸點(diǎn)控制的電控裝置，雖然做到了在電磁鐵吸放料過程中，主電路無觸點(diǎn) 控制，而其它控制電路則大量使用中間繼電器和時(shí)間繼電器等有觸點(diǎn)器件。本電控裝置徹底 解決了由于這些有觸點(diǎn)元件隨電磁鐵的吸放料操作頻繁動作所造成的故障多，可靠性差的問 題，且采用高可靠性的數(shù)字電路，對降低系統(tǒng)故障率，提高設(shè)備使用壽命，具有很好的作用。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，它能實(shí)現(xiàn)電磁鐵的精 確、可靠、高效、靈活的控制。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，它包 括電磁鐵主供電回路、數(shù)字觸發(fā)控制單元、觸發(fā)控制單元主供電電路、電壓互感器、電流互 感器、吸料放料開關(guān)、給定電位器、液晶顯示器、鍵盤；
電磁鐵主供電回路包括三相電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電源第三進(jìn)線、正 向三相可控硅整流橋電路、反向二相可控硅整流橋電路、第一限流電阻、第二限流電阻、放 電回路；
正向三相可控硅整流橋電路的輸入端與三相電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電 源第三進(jìn)線相連，正向三相可控硅整流橋電路的輸出端分別與第一輸出線、第二輸出線相連； 反向二相可控硅整流橋電路的輸入端分別與第四進(jìn)線、第五進(jìn)線相連，反向二相可控硅整流 橋電路的第一輸出端串接第二限流電阻后與第一輸出線相連，反向二相可控硅整流橋電路的 第二輸出端串接第一限流電阻后與第二輸出線相連；構(gòu)成正向三相可控硅整流橋電路、反向 二相可控硅整流橋電路的單向可控硅的控制極分別對應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的輸出端相連；
觸發(fā)控制單元主供電電路的輸入端與三相電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電源 第三進(jìn)線相連，觸發(fā)控制單元主供電電路的輸出端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的第一供電電 路、第二供電電路、第三供電電路的輸入端相連；
鍵盤、液晶顯示器的輸入端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的鍵盤液晶接口電路的 輸出端相連；給定電位器與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的AD采集接口的輸入端相連；吸 料放料開關(guān)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的8路開關(guān)量中的兩路輸入相連；
電壓互感器的輸入兩端分別與第一輸出線、第二輸出線相連，電壓互感器的輸出端與數(shù) 字觸發(fā)控制單元的主控模塊的電壓互感器接口的輸入端相連；電流互感器的輸入端與第二輸 出線相連，電流互感器的輸出端與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的電流互感器接口的輸入端 相連；
放電回路的一端與第一輸出線相連，放電回路的另一端與第二輸出線相連；第一輸出 線的第一輸出端點(diǎn)、第二輸出線的第二輸出端點(diǎn)接電磁鐵。 本實(shí)用新型的有益效果是1、 克服了傳統(tǒng)電控裝置中的時(shí)間繼電器、觸點(diǎn)開關(guān)、模擬移相電路、半橋整流等電控 模塊所帶來的不可靠、不穩(wěn)定、效率低等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電磁鐵的精確、可靠、高效、靈活的控 帝!]。
2、 采用單片機(jī)控制單元實(shí)現(xiàn)三相全橋可控硅觸發(fā)模塊、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊和主 控模塊的全數(shù)字式無觸點(diǎn)控制。模塊之間采用485總線連接協(xié)同工作，數(shù)字觸發(fā)控制單元實(shí) 現(xiàn)輸出電壓精確可調(diào)的整流和逆變功能，并能夠自動適應(yīng)相序和電網(wǎng)頻率變化。主控模塊可 通過液晶顯示和鍵盤操作，實(shí)現(xiàn)各種模擬和數(shù)字量的輸入和處理，以及控制三相全橋可控硅 觸發(fā)模塊、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的工作參數(shù)，主控模塊通過PID算法實(shí)現(xiàn)電磁鐵的恒壓、 恒流吸料，放料等工作模式的調(diào)節(jié)，電磁鐵整個(gè)工作流程實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)控制。該裝置所有輸入 輸出信號均經(jīng)過隔離處理。
本實(shí)用新型是給起重電磁鐵提供直流電源，并控制其吸放料的裝置，主要用于吊運(yùn)鋼板、 鋼巻、鋼坯、鋼錠、廢鋼等需要搬運(yùn)磁性材料的場所。

圖1是傳統(tǒng)的電磁鐵電控裝置的電路原理圖2是數(shù)字觸發(fā)控制單元的電路原理框圖3是本實(shí)用新型的電路原理圖4是本實(shí)用新型的主控模塊的電路原理圖5是本實(shí)用新型的三相全橋可控硅觸發(fā)模塊的電路原理圖6是本實(shí)用新型的兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖2、圖3所示，全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，它包括電磁鐵主供電回路、數(shù)字 觸發(fā)控制單元、觸發(fā)控制單元主供電電路、電壓互感器TV1、電流互感器TA1、吸料放料開 關(guān)SA、給定電位器W、液晶顯示器、鍵盤；
電磁鐵主供電回路包括三相電源第一進(jìn)線4、三相電源第二進(jìn)線5、三相電源第三進(jìn)線6、 正向三相可控硅整流橋電路、反向二相可控硅整流橋電路、快速熔斷器、第一限流電阻FR1、 第二限流電阻FR2、放電回路、分流器RS1、壓敏電阻RV1;
正向三相可控硅整流橋電路的輸入端與三相電源第一進(jìn)線4、三相電源第二進(jìn)線5、三 相電源第三進(jìn)線6相連，正向三相可控硅整流橋電路的輸出端分別與第一輸出線PIO、第二 輸出線P11相連；反向二相可控硅整流橋電路的輸入端分別與第四進(jìn)線7、第五進(jìn)線8相連， 反向二相可控硅整流橋電路的第一輸出端串接第二限流電阻FR2后與第一輸出線P10相連， 反向二相可控硅整流橋電路的第二輸出端串接第一艱流電阻FR1后與第二輸出線Pll相連； 構(gòu)成正向三相可控硅整流橋電路、反向二相可控硅整流橋電路的單向可控硅的控制極分別對 應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的輸出端相連；
觸發(fā)控制單元主供電電路的輸入端與三相電源第一進(jìn)線4、三相電源第二進(jìn)線5、三相 電源第三進(jìn)線6相連，觸發(fā)控制單元主供電電路的輸出端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的第一供 電電路、第二供電電路、第三供電電路的輸入端相連；
鍵盤、液晶顯示器的輸入端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的鍵盤液晶接口電路 (或稱液晶鍵盤接口電路)的輸出端相連；給定電位器W與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的 AD采集接口的輸入端相連；吸料放料開關(guān)SA與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的8路開關(guān)量 中的兩路輸入相連；
電壓互感器TV1的輸入兩端分別與第一輸出線PIO、第二輸出線P11相連，電壓互感器 TV1的輸出端與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的電壓互感器接口的輸入端相連；電流互感器 TA1的輸入端與第二輸出線Pll相連，電流互感器TA1的輸出端與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控 模塊的電流互感器接口的輸入端相連；
放電回路的一端與第一輸出線P10相連，放電回路的另一端與第二輸出線Pll相連；第 一輸出線P10的第一輸出端點(diǎn)N、第二輸出線Pll的第二輸出端點(diǎn)P接電磁鐵。如圖3所示，正向三相可控硅整流橋電路由第一單向可控硅VS1、第二單向可控硅VS2、 第三單向可控硅VS3、第四單向可控硅VS4、第五單向可控硅VS5、第六單向可控硅VS6組成， 第一單向可控硅VS1、第三單向可控硅VS3、第五單向可控硅VS5的陰極分別與第二輸出線 Pll相連，第二單向可控硅VS2、第四單向可控硅VS4、第六單向可控硅VS6的陽極分別與第 一輸出線P10相連；第一單向可控硅VS1的陽極、第四單向可控硅VS4的陰極分別與三相電 源第一進(jìn)線4相連，第三單向可控硅VS3的陽極、第六單向可控硅VS6的陰極分別與三相電 源第二進(jìn)線5相連，第五單向可控硅VS5的陽極、第二單向可控硅VS2的陰極分別與三相電 源第三進(jìn)線6相連；第一單向可控硅VS1的控制極Gl、第二單向可控硅VS2的控制極G2、 第三單向可控硅VS3的控制極G3、第四單向可控硅VS4的控制極G4、第五單向可控硅VS5 的控制極G5、第六單向可控硅VS6的控制極G6分別對應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的三相全橋可 控硅觸發(fā)模塊的第一脈沖變壓器、第二脈沖變壓器、第三脈沖變壓器、第四脈沖變壓器、第 五脈沖變壓器、第六脈沖變壓器的輸出端相連。
如圖3所示，反向二相可控硅整流橋電路由第七單向可控硅VS7、第八單向可控硅VS8、 第九單向可控硅VS9、第十單向可控硅VS10組成，第八單向可控硅VS8、第十單向可控硅VS10 的陽極分別與第一限流電阻FR1的一端相連，第一限流電阻FR1的另一端與第二輸出線Pll 相連，第七單向可控硅VS7、第九單向可控硅VS9的陰極分別與第二限流電阻FR2的一端相 連，第二限流電阻FR2的另一端與第一輸出線P10相連；第七單向可控硅VS7的陽極、第八 單向可控硅VS8的陰極分別與第四進(jìn)線7相連，第四進(jìn)線7與三相電源第一進(jìn)線4相連，第 四進(jìn)線7上設(shè)有第四快速熔斷器FU4，第九單向可控硅VS9的陽極、第十單向可控硅VS10的 陰極分別與第五進(jìn)線8相連，第五進(jìn)線8與三相電源第二進(jìn)線5或三相電源第三進(jìn)線6相連， 第五進(jìn)線8上設(shè)有第五快速熔斷器FU5;第七單向可控硅VS7的控制極G7、第八單向可控硅 VS8的控制極G8、第九單向可控硅VS9的控制極G9、第十單向可控硅VS10的控制極G10分 別對應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第七脈沖變壓器、第八脈沖變壓 器、第九脈沖變壓器、第十脈沖變壓器的輸出端相連。
如圖2、圖3所示，觸發(fā)控制單元主供電電路由三相隔離變壓器(或稱同步變壓器)Tl 和開關(guān)電源EV1組成；三相隔離變壓器T1的三根輸入線分別與三相電源第一進(jìn)線4、三相電 源第二進(jìn)線5、三相電源第三進(jìn)線6相連，三相隔離變壓器T1的交流220V輸出端與開關(guān)電 源EV1的輸入端相連，開關(guān)電源EV1的直流輸出端(24V)分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控 模塊的第一供電電路、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第二供電電路、三相全橋可控硅觸發(fā)模塊 的第三供電電路的輸入端相連；三相隔離變壓器T1的SYN1、 SYN2、 SYN3、 NO輸出端分別與 數(shù)字觸發(fā)控制單元的三相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第一同步檢測電路的SYN1、 SYN2、 SYN3、 NO 輸入端相連，三相隔離變壓器T1的SYN1、 SYN3、 NO輸出端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的兩相 全橋可控硅觸發(fā)模塊的第二同步檢測電路的SYN1、 SYN3、 NO輸入端相連。
如圖2、圖3所示，數(shù)字觸發(fā)控制單元包括三相全橋可控硅觸發(fā)模塊、兩相全橋可控硅 觸發(fā)模塊和主控模塊，主控模塊由第一 485接口電路通過485總線分別與三相全橋可控硅觸 發(fā)模塊的第二 485接口電路、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第三485接口電路相連。
如圖2、圖3所示，主控模塊包括第一單片機(jī)控制單元、第一隔離和驅(qū)動電路、信號調(diào) 理電路、鍵盤液晶接口電路、第一485接口電路、第一供電電路，第一隔離和驅(qū)動電路、信 號調(diào)理電路、鍵盤液晶接口電路、第一 485接口電路分別與第一單片機(jī)控制單元相連；第一 隔離和驅(qū)動電路設(shè)有8路開關(guān)量輸入接口、 4組M0S管輸出接口、 4組繼電器輸出接口；電 壓互感器接口、電流互感器接口、 AD采集接口的輸出端分別與信號調(diào)理電路的輸入端相連； 第一供電電路為模塊內(nèi)的部分，外部輸入一個(gè)24V電壓，模塊內(nèi)的第一供電電路將其轉(zhuǎn)換成 各種需要的電壓；第一單片機(jī)控制單元主要由單片機(jī)構(gòu)成；
4組繼電器、4組M0S管輸出控制外部其他電路的動作，如應(yīng)急電路、報(bào)警警笛等，8路 開關(guān)量可以為吸放料開關(guān)，恒壓、恒流模式切換開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)等的輸入。
如圖2所示，三相全橋可控硅觸發(fā)模塊包括第二單片機(jī)控制單元、第二隔離和驅(qū)動電路(或稱隔離驅(qū)動單元)、第二 485接口電路、第一同步檢測電路、第一脈沖變壓器、第二脈 沖變壓器、第三脈沖變壓器、第四脈沖變壓器、第五脈沖變壓器、第六脈沖變壓器、第二供 電電路，第二隔離和驅(qū)動電路、第二485接口電路、第一同步檢測電路分別與第二單片機(jī)控 制單元相連，第一脈沖變壓器、第二脈沖變壓器、第三脈沖變壓器、第四脈沖變壓器、第五 脈沖變壓器、第六脈沖變壓器的輸入端分別與第二隔離和驅(qū)動電路的輸出相連。第二供電電 路為模塊內(nèi)的部分，外部輸入一個(gè)24V電壓，模塊內(nèi)的第二供電電路將其轉(zhuǎn)換成各種需要的 電壓。第二單片機(jī)控制單元主要由單片機(jī)構(gòu)成。
如圖2所示，兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊包括第三單片機(jī)控制單元、第三隔離和驅(qū)動電路
(或稱隔離驅(qū)動單元)、第三485接口電路、第二同步檢測電路、第七脈沖變壓器、第八脈 沖變壓器、第九脈沖變壓器、第十脈沖變壓器、第三供電電路，第三隔離和驅(qū)動電路、第三 485接口電路、第二同步檢測電路分別與第三單片機(jī)控制單元相連，第七脈沖變壓器、第八 脈沖變壓器、第九脈沖變壓器、第十脈沖變壓器的輸入端分別與第三隔離和驅(qū)動電路的輸出 端相連。第三單片機(jī)控制單元主要由單片機(jī)構(gòu)成。第三供電電路為模塊內(nèi)的部分，外部輸入 一個(gè)24V電壓，模塊內(nèi)的第三供電電路將其轉(zhuǎn)換成各種需要的電壓。
如圖3所示，放電回路由放電電阻FR3和二極管VD組成，二極管VD的陽極與放電電阻 FR3的一端相連，放電電阻FR3的另一端與第一輸出線P10相連，二極管VD的陰極與第二輸 出線P11相連。
如圖3所示，第二輸出線P11上串聯(lián)有分流器RS1;壓敏電阻RV1的一端與第一輸出線 P10相連，壓敏電阻RV1的另一端與第二輸出線P11相連。分流器的作用為與電流表配合使 用實(shí)現(xiàn)電流顯示，壓敏電阻起保護(hù)作用。
如圖3所示，三相電源第一進(jìn)線4、三相電源第二進(jìn)線5、三相電源第三進(jìn)線6上分別 對應(yīng)與第一快速熔斷器FU1、第二快速熔斷器FU2、第三快速熔斷器FU3相連，第一快速熔 斷器FU1、第二快速熔斷器FU2、第三快速熔斷器FU3分別由進(jìn)線1、進(jìn)線2、進(jìn)線3與斷路 器QF1相連，圖3中Ll、 L2、 L3為三相電源接點(diǎn)，HL1為指示燈；V為直流電壓表，A為直 流電流表，N10表示VS7、 VS9相連的一個(gè)接點(diǎn)。TV1為電壓互感器(或稱電壓傳感器)，TA1 為電流互感器(或稱電流傳感器)，它們給主控模塊提供電壓反饋和電流反饋信號，使電壓 和電流穩(wěn)定。調(diào)節(jié)給定電位器W，正向勵(lì)磁的直流輸出電壓可在0-220V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
工作原理1、數(shù)字觸發(fā)控制單元，
1) 、三相全橋可控硅觸發(fā)模塊第一同步信號檢測電路將三相隔離變壓器輸出的三路正 弦波同步信號經(jīng)過RC濾波、比較器比較等處理轉(zhuǎn)換成TTL電平的同步方波信號，第二單片 機(jī)控制單元的單片機(jī)檢測同步方波信號的上升沿并根據(jù)三個(gè)同步信號到達(dá)的順序判斷三相 交流電的相序，同時(shí)，第二單片機(jī)控制單元的單片機(jī)利用定時(shí)器對其中一相同歩信號(可以 為其中任意一相)的上升沿到達(dá)的時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)，對計(jì)數(shù)值累加取平均得出電網(wǎng)實(shí)際頻 率值。另一方面，第二單片機(jī)控制單元通過485總線和主控模塊通信獲得控制參數(shù)和報(bào)告工 作狀態(tài)，第二單片機(jī)控制單元根據(jù)同步信號、電壓相序、電網(wǎng)頻率、控制參數(shù)等計(jì)算可控硅 觸發(fā)阿爾法角等參數(shù)，并將可控硅觸發(fā)阿爾法角轉(zhuǎn)換為第二單片機(jī)控制單元的單片機(jī)觸發(fā)的 延時(shí)值，第二單片機(jī)控制單元的單片機(jī)在中斷處理程序中輸出滿足三相整流控制時(shí)序的六路 雙窄脈沖。第二隔離驅(qū)動電路將六路雙窄脈沖經(jīng)過光藕隔離和MOS管驅(qū)動，推動六路脈沖變 壓器輸出可控硅觸發(fā)信號。通過控制可控硅觸發(fā)阿爾法角為『 90° ，可以使三相全橋可 控硅觸發(fā)模塊處于整流狀態(tài)；通過控制可控硅觸發(fā)阿爾法角為90° 180° ，可以使三相全 橋可控硅觸發(fā)模塊處于逆變狀態(tài)。第二供電電路采用單一的+24V輸入，分別通過線性穩(wěn)壓芯 片、開關(guān)穩(wěn)壓芯片等實(shí)現(xiàn)+24V、 +5V、 +3.3￥電壓輸出。
2) 、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊第二同步信號檢測電路將三相隔離變壓器輸出的單路正 弦波同步信號經(jīng)過RC濾波、比較器比較等處理轉(zhuǎn)換成TTL電平的同步方波信號，第三單片 機(jī)控制單元的單片機(jī)檢測同步方波信號的上升沿，同時(shí)，第三單片機(jī)控制單元的單片機(jī)利用 定時(shí)器對同步信號的上升沿到達(dá)的時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)，對計(jì)數(shù)值累加取平均得出電網(wǎng)實(shí)際頻
7率值。另一方面，第三單片機(jī)控制單元通過485總線和主控模塊通信獲得控制參數(shù)和報(bào)告工 作狀態(tài)，第三單片機(jī)控制單元的單片機(jī)根據(jù)同步信號、電壓相序、電網(wǎng)頻率、控制參數(shù)等計(jì) 算可控硅觸發(fā)阿爾法角等參數(shù)，并將可控硅觸發(fā)阿爾法角轉(zhuǎn)換為單片機(jī)觸發(fā)的延時(shí)值，第三 單片機(jī)控制單元的單片機(jī)在中斷處理程序中輸出滿足兩相整流控制時(shí)序的四路雙窄脈沖。第 三隔離驅(qū)動電路將四路雙窄脈沖經(jīng)過光藕隔離和M0S管驅(qū)動，推動四路脈沖變壓器輸出可控 硅觸發(fā)信號。通過控制可控硅觸發(fā)阿爾法角為O。 180° ，可以使兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊 處于整流狀態(tài)；通過控制可控硅觸發(fā)阿爾法角為180° 360° ，可以使兩相全橋可控硅觸發(fā) 模塊處于逆變狀態(tài)。第三供電電路采用單一的+24V輸入，分別通過線性穩(wěn)壓芯片、開關(guān)穩(wěn)壓 芯片等實(shí)現(xiàn)+24V、 +5V、 +3.3￥電壓輸出。
3)主控模塊主控模塊實(shí)現(xiàn)各種模擬和數(shù)字量的輸入、液晶顯示和鍵盤輸入以及控制三 相全橋可控硅觸發(fā)模塊、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的工作參數(shù)等功能。電壓互感器、電流互 感器采集整流輸出端的電壓和電流信號，經(jīng)過信號調(diào)理電路濾波和調(diào)理，將互感器輸出的土 12V電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為0 3. 3V的電壓信號供第一單片機(jī)控制單元的單片機(jī)進(jìn)行AD采樣。 鍵盤液晶接口電路采用菜單操作方式輸入和顯示三個(gè)工作模塊的參數(shù)和狀態(tài)。開關(guān)量輸入、 MOS管輸出、繼電器輸出等電路實(shí)現(xiàn)主控模塊的手動控制輸入和自動控制輸出，所有輸入輸 出信號均經(jīng)過隔離處理；主控模塊通過PID算法控制實(shí)現(xiàn)電磁鐵的恒壓、恒流吸料，放料等 工作模式。第一供電電路采用單一的+24V輸入，分別通過線性穩(wěn)壓芯片、開關(guān)穩(wěn)壓芯片等實(shí) 現(xiàn)+24V、十5V、 +3. 3V電壓輸出。
2、電磁鐵控制具體實(shí)施過程
1) 三相全橋可控硅觸發(fā)模塊、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊分別控制正向三相可控硅整流 橋電路的單向可控硅的控制極G1 G6、反向二相可控硅整流橋電路的單向可控硅的控制極 G7 G10，主控模塊的單片機(jī)通過485總線獲取兩個(gè)觸發(fā)模塊的工作參數(shù)，同時(shí)通過TV1、TA1 分別采集當(dāng)前輸出的電壓、電流值，結(jié)合通過鍵盤設(shè)置的工作參數(shù)和8路開關(guān)量輸入的控制 信號，計(jì)算出兩個(gè)觸發(fā)模塊的工作參數(shù)并發(fā)送給兩個(gè)觸發(fā)模塊。兩個(gè)觸發(fā)模塊根據(jù)工作參數(shù) 執(zhí)行觸發(fā)實(shí)現(xiàn)對電磁鐵的控制。
開關(guān)電源EV1輸出DC24V電源供給各模塊，同步信號經(jīng)三相隔離變壓器T1的SYN1、SYN2、 SYN3、 NO點(diǎn)輸給三相全橋可控硅觸發(fā)模塊，SYN1、 SYN3、 N0點(diǎn)輸給二相全橋可控硅觸發(fā)模 塊。主令開關(guān)SA1扳到"吸料"位置，三相全橋可控硅觸發(fā)模塊產(chǎn)生的G1 G6觸發(fā)脈沖控 制正向三相可控硅整流橋電路的單向可控硅工作，給電磁鐵正向勵(lì)磁(即吸料)；主令開關(guān) SA1扳到"放料"位置，正向三相可控硅整流橋電路進(jìn)行逆變，吸收電磁鐵的能量，然后二 相全橋可控硅觸發(fā)模塊產(chǎn)生的G7-G10觸發(fā)脈沖控制反向二相可控硅整流橋電路的單向可控 硅，反向消磁(即放料)，
2) 、恒壓、恒流吸料
采用鍵盤或者電位器輸入設(shè)置所需的電壓或電流值，將電壓互感器、電流互感器輸出的 電壓信號輸入主控模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過數(shù)字濾波和歸一化處理以后，作為當(dāng)前的實(shí)際測 量值，主控模塊利用PID算法計(jì)算實(shí)際測量值和設(shè)置值之間的誤差以及調(diào)節(jié)值，將調(diào)節(jié)值轉(zhuǎn) 換成控制參數(shù)發(fā)送給三相觸發(fā)模塊，三相觸發(fā)模塊執(zhí)行觸發(fā)控制整流橋的輸出電壓、電流， 如此循環(huán)往復(fù)，恒壓、恒流模式下兩相觸發(fā)模塊不工作。
3) 、放料
當(dāng)主控模塊檢測到放料的手動輸入信號時(shí)，將三相全橋可控硅觸發(fā)模塊置于逆變狀態(tài)。 電磁鐵吸料時(shí)儲存的能量通過可控硅回饋電網(wǎng)。約l秒鐘以后，三相全橋可控硅觸發(fā)模塊不 工作，將兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊置于整流狀態(tài)，此時(shí)電磁鐵反向充電，磁化極性改變使被 吸料脫離電磁鐵，當(dāng)被吸料完全脫離時(shí)將兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊置于逆變狀態(tài)使電磁鐵儲 存的能量回饋電網(wǎng)。
8
權(quán)利要求1. 全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于它包括電磁鐵主供電回路、數(shù)字觸發(fā)控制單元、觸發(fā)控制單元主供電電路、電壓互感器、電流互感器、吸料放料開關(guān)、給定電位器、液晶顯示器、鍵盤；電磁鐵主供電回路包括三相電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電源第三進(jìn)線、正向三相可控硅整流橋電路、反向二相可控硅整流橋電路、第一限流電阻、第二限流電阻、放電回路；正向三相可控硅整流橋電路的輸入端與三相電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電源第三進(jìn)線相連，正向三相可控硅整流橋電路的輸出端分別與第一輸出線、第二輸出線相連；反向二相可控硅整流橋電路的輸入端分別與第四進(jìn)線、第五進(jìn)線相連，反向二相可控硅整流橋電路的第一輸出端串接第二限流電阻后與第一輸出線相連，反向二相可控硅整流橋電路的第二輸出端串接第一限流電阻后與第二輸出線相連；構(gòu)成正向三相可控硅整流橋電路、反向二相可控硅整流橋電路的單向可控硅的控制極分別對應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的輸出端相連；觸發(fā)控制單元主供電電路的輸入端與三相電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電源第三進(jìn)線相連，觸發(fā)控制單元主供電電路的輸出端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的第一供電電路、第二供電電路、第三供電電路的輸入端相連；鍵盤、液晶顯示器的輸入端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的鍵盤液晶接口電路的輸出端相連；給定電位器與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的AD采集接口的輸入端相連；吸料放料開關(guān)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的8路開關(guān)量中的兩路輸入相連；電壓互感器的輸入兩端分別與第一輸出線、第二輸出線相連，電壓互感器的輸出端與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的電壓互感器接口的輸入端相連；電流互感器的輸入端與第二輸出線相連，電流互感器的輸出端與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模塊的電流互感器接口的輸入端相連；放電回路的一端與第一輸出線相連，放電回路的另一端與第二輸出線相連；第一輸出線的第一輸出端點(diǎn)、第二輸出線的第二輸出端點(diǎn)接電磁鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于正向三相可 控硅整流橋電路由第一單向可控硅、第二單向可控硅、第三單向可控硅、第四單向可控硅、 第五單向可控硅、第六單向可控硅組成，第一單向可控硅、第三單向可控硅、第五單向可控 硅的陰極分別與第二輸出線相連，第二單向可控硅、第四單向可控硅、第六單向可控硅的陽 極分別與第一輸出線相連；第一單向可控硅的陽極、第四單向可控硅的陰極分別與三相電源 第一進(jìn)線相連，第三單向可控硅的陽極、第六單向可控硅的陰極分別與三相電源第二進(jìn)線相 連，第五單向可控硅的陽極、第二單向可控硅的陰極分別與三相電源第三進(jìn)線相連；第一單 向可控硅的控制極、第二單向可控硅的控制極、第三單向可控硅的控制極、第四單向可控硅 的控制極、第五單向可控硅的控制極、第六單向可控硅的控制極分別對應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單 元的三相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第一脈沖變壓器、第二脈沖變壓器、第三脈沖變壓器、第四 脈沖變壓器、第五脈沖變壓器、第六脈沖變壓器的輸出端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于反向二相可 控硅整流橋電路由第七單向可控硅、第八單向可控硅、第九單向可控硅、第十單向可控硅組 成，第八單向可控硅、第十單向可控硅的陽極分別與第一限流電阻的一端相連，第一限流電 阻的另一端與第二輸出線相連，第七單向可控硅、第九單向可控硅的陰極分別與第二限流電 阻的一端相連，第二限流電阻的另一端與第一輸出線相連；第七單向可控硅的陽極、第八單 向可控硅的陰極分別與第四進(jìn)線相連，第四進(jìn)線與三相電源第一進(jìn)線相連，第四進(jìn)線上設(shè)有 第四快速熔斷器，第九單向可控硅的陽極、第十單向可控硅的陰極分別與第五進(jìn)線相連，第 五進(jìn)線與三相電源第二進(jìn)線或三相電源第三進(jìn)線相連，第五進(jìn)線上設(shè)有第五快速熔斷器；第 七單向可控硅的控制極、第八單向可控硅的控制極、第九單向可控硅的控制極、第十單向可控硅的控制極分別對應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第七脈沖變壓器、 第八脈沖變壓器、第九脈沖變壓器、第十脈沖變壓器的輸出端相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于觸發(fā)控制單 元主供電電路由三相隔離變壓器和開關(guān)電源組成；三相隔離變壓器的三根輸入線分別與三相 電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電源第三進(jìn)線相連，三相隔離變壓器的交流220V 輸出端與開關(guān)電源的輸入端相連，開關(guān)電源的直流輸出端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的主控模 塊的第一供電電路、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第二供電電路、三相全橋可控硅觸發(fā)模塊的 第三供電電路的輸入端相連；三相隔離變壓器的輸出端分別與數(shù)字觸發(fā)控制單元的三相全橋 可控硅觸發(fā)模塊的第一同步檢測電路的輸入端相連，三相隔離變壓器的輸出端分別與數(shù)字觸 發(fā)控制單元的兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第二同步檢測電路的輸入端相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于數(shù)字觸發(fā)控 制單元包括三相全橋可控硅觸發(fā)模塊、兩相全橋可控硅觸發(fā)模塊和主控模塊，主控模塊由第 一 485接口電路通過485總線分別與三相全橋可控硅觸發(fā)模塊的第二 485接口電路、兩相全 橋可控硅觸發(fā)模塊的第三485接口電路相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于主控模塊包 括第一單片機(jī)控制單元、第一隔離和驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、鍵盤液晶接口電路、第一485 接口電路、第一供電電路，第一隔離和驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、鍵盤液晶接口電路、第一 485接口電路分別與第一單片機(jī)控制單元相連；第一隔離和驅(qū)動電路設(shè)有8路開關(guān)量輸入接 口；電壓互感器接口、電流互感器接口、 AD采集接口的輸出端分別與信號調(diào)理電路的輸入端 相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于三相全橋可 控硅觸發(fā)模塊包括第二單片機(jī)控制單元、第二隔離和驅(qū)動電路、第二 485接口電路、第一同 步檢測電路、第一脈沖變壓器、第二脈沖變壓器、第三脈沖變壓器、第四脈沖變壓器、第五 脈沖變壓器、第六脈沖變壓器、第二供電電路，第二隔離和驅(qū)動電路、第二 485接口電路、 第一同步檢測電路分別與第二單片機(jī)控制單元相連，第一脈沖變壓器、第二脈沖變壓器、第 三脈沖變壓器、第四脈沖變壓器、第五脈沖變壓器、第六脈沖變壓器的輸入端分別與第二隔 離和驅(qū)動電路的輸出相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于兩相全橋可 控硅觸發(fā)模塊包括第三單片機(jī)控制單元、第三隔離和驅(qū)動電路、第三485接口電路、第二同 步檢測電路、第七脈沖變壓器、第八脈沖變壓器、第九脈沖變壓器、第十脈沖變壓器、第三 供電電路，第三隔離和驅(qū)動電路、第三485接口電路、第二同歩檢測電路分別與第三單片機(jī) 控制單元相連，第七脈沖變壓器、第八脈沖變壓器、第九脈沖變壓器、第十脈沖變壓器的輸 入端分別與第三隔離和驅(qū)動電路的輸出端相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于放電回路由 放電電阻和二極管組成，二極管的陽極與放電電阻的一端相連，放電電阻的另一端與第一輸 出線相連，二極管的陰極與第二輸出線相連。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，其特征在于第二輸出線 上串聯(lián)有分流器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電磁鐵電控裝置。全數(shù)字式無觸點(diǎn)電磁鐵電控裝置，它包括電磁鐵主供電回路、數(shù)字觸發(fā)控制單元、觸發(fā)控制單元主供電電路、電壓互感器、電流互感器、吸料放料開關(guān)、給定電位器、液晶顯示器、鍵盤；電磁鐵主供電回路包括三相電源第一進(jìn)線、三相電源第二進(jìn)線、三相電源第三進(jìn)線、正向三相可控硅整流橋電路、反向二相可控硅整流橋電路、第一限流電阻、第二限流電阻、放電回路；構(gòu)成正向三相可控硅整流橋電路、反向二相可控硅整流橋電路的單向可控硅的控制極分別對應(yīng)與數(shù)字觸發(fā)控制單元的輸出端相連。它能實(shí)現(xiàn)電磁鐵的精確、可靠、高效、靈活的控制。
文檔編號H01F7/18GK201289773SQ20082019045
公開日2009年8月12日 申請日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者王益明, 王秀珍, 王賢輝, 嵐 黃 申請人:武漢東瑞機(jī)電科技有限公司