專利名稱：一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐返闹谱鞣椒?br>
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)起?？刂齐娐罚唧w的說(shuō)，是一種用于煤礦井下電動(dòng)機(jī)起
動(dòng)和停止的控制電路。
背景技術(shù)：
在煤礦井下，各種大功率電動(dòng)機(jī)是設(shè)置在采煤工作面，但由于采煤工藝限制，電動(dòng)
機(jī)的電控設(shè)備都被設(shè)置在掘進(jìn)巷道內(nèi)，二者相距甚遠(yuǎn)，并且隨著控制方式越來(lái)越趨向于集
中化，電控設(shè)備的供電距離也越來(lái)越遠(yuǎn)，因此，電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)程控制顯得尤為必要。 早期的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)控電路大都是利用二極管的單向?qū)щ娦院椭绷骼^電器的吸合特
性設(shè)計(jì)的。這種設(shè)計(jì)中采用了大量的二極管和電阻、電容器件，這樣一方面降低了電路的穩(wěn)
定性，另一方面由于繼電器線圈的分散性較大，使得電阻、電容參數(shù)的匹配調(diào)試十分繁瑣，
并且該種設(shè)計(jì)大都存在誤動(dòng)、拒動(dòng)、自起動(dòng)問(wèn)題。因此，早期的先導(dǎo)電路已不能夠滿足現(xiàn)在
的工作要求。目前，電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)控電路大都利用現(xiàn)代集成電子器件的邏輯判斷功能以及繼電
器的自保持觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)程控制，但它無(wú)法避免因一種短路故障而造成的電動(dòng)機(jī)
自起動(dòng)現(xiàn)象，給井下的生產(chǎn)造成安全隱患?！峨姽ぜ夹g(shù)雜志》(2003. 07 :64_65)公開了一種"本質(zhì)安全型電子先導(dǎo)控制電路"， 這種先導(dǎo)電路由控制按鈕l，控制線2和控制電路3組成，并依靠現(xiàn)代集成電子器件實(shí)現(xiàn)了 先導(dǎo)功能。其不足之處是無(wú)法區(qū)分一種短路故障和正常起動(dòng)信號(hào)，當(dāng)遠(yuǎn)控電纜發(fā)生該類型 短路故障時(shí)，電路會(huì)誤認(rèn)為是起動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)，這在煤礦井下是決不允許的。
由于上述現(xiàn)有技術(shù)中，電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)控電路是將起動(dòng)和停止信號(hào)共用一個(gè)回路，并依 靠繼電器的自保持觸點(diǎn)來(lái)保持起動(dòng)信號(hào)，這就容易造成自起動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致重大 安全事故。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是煤礦井下現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐分械墓部刂凭€
和起動(dòng)控制線發(fā)生短路故障后，遠(yuǎn)程控制電路無(wú)法區(qū)分是短路故障還是正常起動(dòng)，從而導(dǎo)
致電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)現(xiàn)象。本發(fā)明的目的是提供一種可靠的電動(dòng)機(jī)起停控制電路。 本發(fā)明采用兩個(gè)回路分別控制起動(dòng)和停止信號(hào)，并且利用兩繞組閉鎖繼電器的自
保持功能代替了普通繼電器的自保持觸點(diǎn)，避免因無(wú)法區(qū)分一種短路故障和正常起動(dòng)信號(hào)
而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)現(xiàn)象。 本發(fā)明一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐返募夹g(shù)方案包括控制按鈕、控制線和控制電 路，其結(jié)構(gòu)特征在于 所述的控制按鈕是由起動(dòng)按鈕II的上端與停止按鈕II的上端及公共控制線的左 端相連接，下端與二極管II的陽(yáng)極相連接；二極管II的陰極與起動(dòng)控制線的左端相連接； 二極管III的陰極與停止按鈕II的下端相連接，陽(yáng)極與停止控制線的左端相連接構(gòu)成； 所述的控制電路是由信號(hào)檢測(cè)單元n、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元n、起動(dòng)信號(hào)鑒別單元、停
4止與故障信號(hào)鑒別單元、合閘執(zhí)行單元和分閘執(zhí)行單元構(gòu)成；所述的信號(hào)檢測(cè)單元II用于 判斷是否產(chǎn)生了起動(dòng)、停止或線路故障的脈沖信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元II將這些脈沖信號(hào)整 形為穩(wěn)定的電平信號(hào)；起動(dòng)信號(hào)鑒別單元判斷是否有起動(dòng)信號(hào)；停止與故障信號(hào)鑒別單元 判斷是否有停止信號(hào)或跳閘信號(hào)；合閘執(zhí)行單元根據(jù)起動(dòng)信號(hào)鑒別單元的輸出決定是否合 閘；分閘執(zhí)行單元根據(jù)停止與故障信號(hào)鑒別單元的輸出信號(hào)決定是否分閘；
所述的控制線是將控制按鈕與控制電路連接在一起構(gòu)成。 本發(fā)明上述的技術(shù)方案中，所述的信號(hào)檢測(cè)單元II是將電阻I的左端與公共控制 線的右端相連接，右端與交流電源的左端相連接；電阻II的左端與起動(dòng)控制線的右端相連 接，右端與光耦I(lǐng)的C端及光耦I(lǐng)I的A端相連接；電阻III的左端與停止控制線的右端以 及電阻IV的左端相連接，右端與光耦I(lǐng)II的C端相連；電阻IV的右端與光耦I(lǐng)V的C端相 連接；交流電源的右端與光耦I(lǐng)的A端、光耦I(lǐng)I的C端、光耦I(lǐng)II的A端以及光耦I(lǐng)V的A 端相連接；光耦I(lǐng)的B端與電阻V的下端及電阻VI的左端相連接，D端與地相連接；光耦I(lǐng)I 的B端與電阻VII的下端及電阻VIII的左端相連接，D端與地相連接；光耦I(lǐng)II的B端與 電阻IX的下端及電阻XLI的左端相連接，D端與地相連接；光耦I(lǐng)V的B端與電阻XI的下 端及電阻XII的左端相連接，D端與地相連接；電阻V、電阻VII、電阻IX及電阻XI的上端 都與電源相連接；電阻VI、電阻VIII、電阻X及電阻XII的右端分別與反相器I、反相器n、 反相器III及反相器IV的A端相連接。 所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元II是將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I的+TR端與反相器I的A端相連接，
單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器II的+TR端與反相器II的A端相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器III的+TR端與反相器
III的A端相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IV的+TR端與反相器IV的A端相連接。 所述的起動(dòng)信號(hào)鑒別單元是將與非門的A端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I的Q端相連接，B端
與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器II的Q端相連接，C端與異或門的Y端相連接，Y端與合閘執(zhí)行單元中的電
阻XV的左端相連接。 所述的停止與故障信號(hào)鑒別單元是將異或門的A端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器III的Q端相 連，B端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IV的Q端相連接，Y端與分閘執(zhí)行單元中的電阻XIX的左端以及起 動(dòng)信號(hào)鑒別單元中的與非門的C端相連接接。 所述的合閘執(zhí)行單元是將電阻XIII的上端與電源相連接，下端與電阻XIV的上端 及電阻XVI的左端相連接；電阻XIV的下端與地相連接；電阻XV的左端與起動(dòng)信號(hào)鑒別單 元中的與非門的Y端相連接，右端與電壓比較器I的+端相連接；電阻XVI的右端與電壓比 較器I的-端相連接；電壓比較器I的VCC與電源、閉鎖繼電器的合閘線圈的+端以及二極 管IV的陰極相連接，GND端與地相連接，OUT端與閉鎖繼電器的合閘線圈的_端及二極管 IV的陽(yáng)極相連接。 所述的分閘執(zhí)行單元是將電阻XVII的上端與電源相連接，下端與電阻XVIII的上 端及電阻XX的左端相連接；電阻XVIII的下端與地相連接；電阻XIX的左端與停止與故障 信號(hào)鑒別單元中的異或門的Y端相連接，右端與電壓比較器11的+端相連；電阻XX的右端
與電壓比較器II的-端相連；電壓比較器II的VCC端與電源、閉鎖繼電器分閘線圈的+端
以及二極管V的陰極相連接，GND端與地相連接，OUT端與閉鎖繼電器的分閘線圈的負(fù)極及 二極管V的陽(yáng)極相連接。 所述的閉鎖繼電器是兩繞組閉鎖型繼電器。
本發(fā)明所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐罚溆幸嫘Ч谟谛盘?hào)檢測(cè)單元、信 號(hào)轉(zhuǎn)換單元、起動(dòng)信號(hào)鑒別單元、停止與故障信號(hào)鑒別單元、合閘執(zhí)行單元和分閘執(zhí)行單元 均采用現(xiàn)代集成電子器件，提高了電路的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)，選用兩繞組閉鎖型繼電器 作為執(zhí)行單元，將分、合閘執(zhí)行單元與遠(yuǎn)方的控制按鈕隔離，避免了因控制線故障而導(dǎo)致的 分、合閘執(zhí)行單元誤動(dòng)作。此外，電路在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了遠(yuǎn)控線路可能出現(xiàn)的各種故障 情況，并且通過(guò)邏輯器件的邏輯判斷功能來(lái)識(shí)別各種線路故障并閉鎖合閘回路，保證電動(dòng) 機(jī)不會(huì)產(chǎn)生自起動(dòng)現(xiàn)象，保證了井下的安全生產(chǎn)，是一種可靠的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)控電路。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐房驁D；
圖2是本發(fā)明所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐房驁D； 圖3是本發(fā)明所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐返膶?shí)施例電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明所述電路正常工作時(shí)部分元件的時(shí)序波形圖；
圖5是本發(fā)明所述電路發(fā)生短路故障時(shí)部分元件的時(shí)序波形圖；
圖6是本發(fā)明所述電路發(fā)生斷線故障時(shí)部分元件的時(shí)序波形圖。 圖中1 :控制按鈕；2 :控制線；3 :控制電路；4 :起動(dòng)按鈕I ;5 :停止按鈕I ;6 :二 極管I ;7 :公共控制線；8 :起動(dòng)控制線；9 :停止控制線；10 :信號(hào)檢測(cè)單元I ;11信號(hào)轉(zhuǎn)換 單元I ;12 :信號(hào)鑒別單元；13執(zhí)行單元；14 :繼電器常開觸點(diǎn)；15 :起動(dòng)按鈕II ;16 :二極 管II ;17 :停止按鈕II ;18 :二極管III ;19 :信號(hào)檢測(cè)單元II ;20信號(hào)轉(zhuǎn)換單元II ;21 : 起動(dòng)信號(hào)鑒別單元；22 :停止與故障信號(hào)鑒別單元；23 :合閘執(zhí)行單元；24 :分閘執(zhí)行單元； 25 :電阻I ;26 :電阻II ;27 :電阻III ;28 :電阻IV ;29 :交流電源；30 :光耦I(lǐng) ;31 :光耦I(lǐng)I ; 32 :光耦I(lǐng)II ;33 :光耦I(lǐng)V ;34 :電源；35 :電阻V ;36 :電阻VI ;37 :地；38 :電阻VII ;39 :電 阻VIII ;40 :電阻IX ;41 :電阻X ;42 :電阻XI ;43 :電阻XII ;44 :反相器I ;45 :反相器II ; 46 :反相器III ;47 :反相器IV ;48 :單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I ;49 :單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器II ;50 :單穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 器III ;51 :單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IV ;52 :與非門；53 :異或門；54 :電阻XIII ;55 :電阻XIV ;56 :電 阻XV ;57 :電阻XVI ;58 :電壓比較器I ;59 :閉鎖繼電器合閘線圈；60 :二極管IV ;61 :電阻 XVII ;62 :電阻XVIII ;63 :電阻XIX ;64 :電阻XX ;65 :電壓比較器II ;66 :閉鎖繼電器分閘 線圈；67 :二極管V。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)一步的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員在閱讀了本具體實(shí)施例后，能夠理解和實(shí)施本發(fā)明是顯而易見(jiàn)的，同時(shí)，本發(fā)明的所述效
果也能夠得到體現(xiàn)。
實(shí)施方式1 圖1所示的是公知技術(shù)的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起停控制電路框圖，包括控制按鈕l，控制線 2和控制電路3。其中控制按鈕1由起動(dòng)按鈕14、停止按鈕15和二極管16組成。所述控制 按鈕1是通過(guò)控制線2與遠(yuǎn)方控制電路3相連接?？刂齐娐?由信號(hào)檢測(cè)單元I 10、信號(hào) 轉(zhuǎn)換單元I 11、信號(hào)鑒別單元12和執(zhí)行單元13依次連接構(gòu)成。其中，信號(hào)檢測(cè)單元I 10 左端與控制線2相連來(lái)檢測(cè)有無(wú)起動(dòng)、停止或故障脈沖信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元I 11將上述脈
6沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電平信號(hào)，送往信號(hào)鑒別單元12 ;信號(hào)鑒別單元12對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、 分析后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元13進(jìn)行起、?？刂?。需要指出的是，該圖中的公共控制線7是繼電器 自保持觸點(diǎn)所在的回路，該控制線在原文中省略未畫出，這里將其補(bǔ)畫出來(lái)是要說(shuō)明，當(dāng)公 共控制線7與起動(dòng)控制線8在某處發(fā)生短路故障時(shí)，電路狀態(tài)與起動(dòng)按鈕I 4按下的狀態(tài) 是完全一樣的，系統(tǒng)會(huì)誤認(rèn)為是正常起動(dòng)信號(hào)，從而發(fā)出合閘指令，這在井下是決不允許發(fā) 生的。 圖2給出了按本發(fā)明所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐房驁D，包括控制按鈕1， 控制線2和控制電路3。其中控制按鈕1由起動(dòng)按鈕II 15、停止按鈕I1 17二極管I1 16 和二極管III 18組成，該控制電路通過(guò)控制線2與遠(yuǎn)方控制電路3相連?？刂齐娐?包括 信號(hào)檢測(cè)單元II 19、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元I1 20、起動(dòng)信號(hào)鑒別單元21、停止與故障信號(hào)鑒別單 元22、合閘執(zhí)行單元23和分閘執(zhí)行單元24。信號(hào)檢測(cè)單元II 19左端與控制線2相連來(lái) 檢測(cè)有無(wú)起動(dòng)、停止或故障脈沖信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元II 20將上述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的 電平信號(hào)；起動(dòng)信號(hào)鑒別單元21判斷是否有起動(dòng)信號(hào)；停止與故障信號(hào)鑒別單元22判斷 是否有停止信號(hào)或故障分閘信號(hào)；合閘執(zhí)行單元23根據(jù)起動(dòng)信號(hào)鑒別單元21的輸出信號(hào) 決定是否合閘；分閘執(zhí)行單元24根據(jù)停止與故障信號(hào)鑒別單元22的輸出信號(hào)決定是否分 閘。 圖3給出了按本發(fā)明所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐肪唧w方案的一種電路 結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明實(shí)施例的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐返墓ぷ髟碓敿?xì)敘述如下。
1.控制線無(wú)任何故障時(shí) 控制線無(wú)故障時(shí)，又分為起動(dòng)按鈕II 15和停止按鈕I1 17均未按下、僅起動(dòng)按鈕 II 15按下、僅停止按鈕1117按下三種狀態(tài)。下面結(jié)合圖3和圖4詳細(xì)說(shuō)明三種狀態(tài)下的 工作原理。 (l)當(dāng)起動(dòng)按鈕II 15和停止按鈕I1 17均未按下時(shí)，由于起動(dòng)按鈕I1 15為常 開觸點(diǎn)，光耦I(lǐng) 30、 II 31未導(dǎo)通，所以反相器I 44的A端、反相器I1 45的A端無(wú)脈沖信 號(hào)輸出，保持為低電平。停止按鈕II 17為常閉觸點(diǎn)，且回路中串有二極管ni 18，所以光 耦I(lǐng)II 32未導(dǎo)通，反相器ni 46的A端無(wú)脈沖輸出，維持低電平，而光耦I(lǐng)V 33導(dǎo)通，反相 器IV 47的A端有脈沖輸出。由上分析可知，此時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48的Q端輸出為低電 平，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器II 49的Q端輸出為高電平，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器ni 50的Q端輸出為低電平， 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IV 51的Q端輸出為高電平。因此，異或門53的輸入端分別是低電平和高電 平，所以53輸出高電平，這個(gè)高電平與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48的Q端輸出的低電平以及單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器II 49的Q端輸出的高電平經(jīng)過(guò)與非門52后輸出高電平。與非門52輸出高電平使 電壓比較器I 58的+端電壓高于-端，因此，電壓比較器I 58的OUT為高電平，閉鎖繼電 器68的合閘線圈59失電。此時(shí)，異或門53輸出為高電平，由上述電壓比較器特性可知，閉 鎖繼電器68的分閘線圈66也失電。當(dāng)兩個(gè)按鈕都沒(méi)有按下時(shí)，電動(dòng)機(jī)可維持原有的工作 狀態(tài)。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖4。 (2)當(dāng)起動(dòng)按鈕I1 15按下時(shí)，由于光耦I(lǐng) 30的輸入端極性與二極管n 16相同， 且只在正弦交流信號(hào)的半周內(nèi)導(dǎo)通，因此光耦I(lǐng) 30有脈沖輸出，該脈沖信號(hào)經(jīng)反相器I 44 后整形為標(biāo)準(zhǔn)的方波脈沖。此時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48有脈沖信號(hào)輸入，所以輸出端Q為高電平。光耦I(lǐng)I 31的輸入端極性與二極管II 16相反，因此，在電源正負(fù)半周都截止，所以無(wú) 脈沖輸出，此時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器II 49輸出端Q仍為高電平。同理，由于停止按鈕II 17并未 按下，且光耦I(lǐng)II 32的輸入端極性與二極管ni 18相反，所以無(wú)脈沖輸出，所以單穩(wěn)態(tài)觸 發(fā)器III 50輸出端Q為低電平。而光耦I(lǐng)V 33的輸入端極性與二極管III 18相同，所以 有脈沖輸出，因此，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IV 51的輸出端Q為高電平。此時(shí)，有邏輯判斷可知，異或 門53輸出為高電平，這個(gè)高電平與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48輸出的高電平以及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器II 49輸出的高電平經(jīng)過(guò)與非門52后輸出低電平，由上述電壓比較器的特性可知，此時(shí)電壓比 較器I 58的0UT端為低電平，所以閉鎖繼電器68的合閘線圈59得電，而分閘線圈66失電， 所以電路正常起動(dòng)。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖4。 (3)當(dāng)僅有停止按鈕II 17按下時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器148和II 49的輸出同正常情 況下"兩個(gè)按鈕均沒(méi)有按下"時(shí)一樣，分別為低電平和高電平。而光耦I(lǐng)II 32和光耦I(lǐng)V 33 均無(wú)脈沖輸出，因此單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器III 50和IV 51的輸出端Q均為低電平。這兩個(gè)低電平 經(jīng)過(guò)異或門53后變?yōu)榈碗娖剑缮鲜鲭妷罕容^器的特性可知，電壓比較器II 65的OUT端 為低電平，閉鎖繼電器68的分閘線圈66得電，電路停止工作。與此同時(shí)，由邏輯判斷可知， 異或門53輸出的低電平與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48輸出的低電平以及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1149輸出 的高電平經(jīng)過(guò)與非門52后輸出高電平，所以閉鎖繼電器68的合閘線圈59失電。由分析可 知，當(dāng)停止按鈕1117按下時(shí)閉鎖繼電器68的合閘線圈59失電，而分閘線圈66得電，這就 保證了電路的可靠停止。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖4。
2.短路故障時(shí) 由圖3可知，遠(yuǎn)控電纜可能發(fā)生四種短路情況，即圖中7-8、8-9、7-9、7-8-9四種情 況。下面逐一分析
(1)7-8短路 此時(shí)，起動(dòng)按鈕II 15、二極管I1 16被短接掉，不能起控制作用，光耦130和II 31輸出脈沖信號(hào)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48和11 49輸出分別為高電平和低電平，由邏輯分析可 知，與非門52輸出高電平。由上述電壓比較器的特性可知，電壓比較器I 58的0UT為高電 平，所以閉鎖繼電器68的合閘線圈59失電，電動(dòng)機(jī)維持原有的工作狀態(tài)。此時(shí)若按下停止 按鈕1117，則異或門53的輸出同上述正常情況下"僅有停止按鈕II 17按下"時(shí)一樣，為低 電平，所以分閘線圈66得電，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)停止。通過(guò)上述分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)7-8發(fā)生短路故 障時(shí)，停止按鈕能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)的停止功能，且電路在故障沒(méi)有排除時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能再次起 動(dòng)。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖5。
(2) 8-9短路 當(dāng)8-9短路且兩個(gè)按鈕均未按下時(shí)，相當(dāng)于起動(dòng)按鈕11 15被按下，但極性相反的 二極管III 18代替了原來(lái)起動(dòng)回路中二極管I1 16的整流功能，所以光耦I(lǐng) 30無(wú)脈沖輸 出，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48輸出端Q為低電平。而此時(shí)光耦I(lǐng)I 31中的發(fā)光二極管與二極管 III 18同極性，所以有脈沖輸出，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I1 49的Q端輸出為低電平。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 III 50和IV 51同正常情況下"停止按鈕未按下"時(shí)一樣，輸出分別為低電平和高電平，所 以異或門53的輸出為高電平，閉鎖繼電器68的分閘線圈66失電。又由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器II 49以及異或門53的輸出分別為低電平、低電平、高電平，所以與非門 52的輸出為高電平。所以閉鎖繼電器68的合閘線圈59也失電，電路不會(huì)自起動(dòng)。
當(dāng)8-9短路且僅有起動(dòng)按鈕11 15按下時(shí)，通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)二極管II 16和二 極管III18的整流功能都將失靈，所以光耦I(lǐng) 30、II 31、III 32、IV 33都將有脈沖輸出，所 以單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I48、11 49、III 50、IV 51的輸出分別為高電平、低電平、高電平、高電平。 由分析可知與非門52的輸出端Y為高電平，所以閉鎖繼電器68的合閘線圈59失電，電動(dòng) 機(jī)不能起動(dòng)。而此時(shí)，異或門53的輸出為低電平，所以閉鎖繼電器68的分閘線圈66得電， 電動(dòng)機(jī)立即停止運(yùn)行。 當(dāng)8-9短路且僅有停止按鈕II 17按下時(shí)，相當(dāng)于正常情況下"僅按下停止按鈕 II 17"時(shí)一樣，電動(dòng)機(jī)將立即停止運(yùn)行。 總之，當(dāng)8-9發(fā)生短路時(shí)，按下停止按鈕I1 17后，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)停止功能，且故
障沒(méi)有排除前電動(dòng)機(jī)不能再次起動(dòng)。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖5。
(3) 7-9短路 當(dāng)7-9短路時(shí)，相當(dāng)于二極管III 18失靈，所以光耦I(lǐng)II 32和IV 33都有脈沖輸 出，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器III 50和IV 51輸出均為高電平。因此，異或門53的輸出為低電平。所 以閉鎖繼電器68的分閘線圈66得電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。由于異或門53的輸出為低電平， 所以不論單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器48和49的狀態(tài)如何，與非門52的輸出均為高電平，所以閉鎖繼電 器68的合閘線圈59失電，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖5。
(4)7-8-9同時(shí)短路 此時(shí)的故障情況同第(2)種短路故障中的"當(dāng)8-9兩點(diǎn)短路且起動(dòng)按鈕II 15按 下時(shí)"相同，這里不再贅述。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖5。 總之，當(dāng)發(fā)生上述短路故障時(shí)，按下停止按鈕II 17后，電動(dòng)機(jī)都能停止，且故障 排除前，電動(dòng)機(jī)不能再次起動(dòng)。
3.斷線故障時(shí) 由圖3可知，本發(fā)明電路可能在7、8、9三處發(fā)生斷線故障，下面逐一分析。
(1)7斷線時(shí) 當(dāng)公共控制線7發(fā)生斷線時(shí)，正弦信號(hào)的通路被切斷，四個(gè)光耦I(lǐng) 30、 II 31、 III 32、 IV 33都無(wú)脈沖輸出，所以單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I 48、 II 49、 III 50、 IV 51的輸出分別為低 電平、高電平、低電平、低電平。此時(shí)，與非門52的輸出為高電平，因此閉鎖繼電器68的合 閘線圈失電，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。而異或門53的輸出為低電平，閉鎖繼電器68的分閘線圈得 電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖6。
(2)8斷線時(shí) 當(dāng)8發(fā)生斷線時(shí)起動(dòng)按鈕I1 15和二極管I1 16失靈，此時(shí)的情況同正常情況下 "兩個(gè)按鈕均未按下"時(shí)一樣，電動(dòng)機(jī)維持原有狀態(tài)。但按下停止按鈕II 17后，電動(dòng)機(jī)能夠 停止，且故障排除前，電動(dòng)機(jī)不能再次起動(dòng)。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖6。
C3)9斷線時(shí) 當(dāng)9發(fā)生斷線時(shí)，相當(dāng)于停止按鈕I1 17按下，由上述分析可知，不論起動(dòng)按鈕I1 15是否按下，電動(dòng)機(jī)都一直處于停止?fàn)顟B(tài)。部分元件的時(shí)序波形圖參見(jiàn)圖6。
總之，當(dāng)發(fā)生上述斷線故障時(shí)，按下停止按鈕II 17后，電動(dòng)機(jī)都能停止，且故障 排除前，電動(dòng)機(jī)不能再次起動(dòng)。 比較本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐放c圖1所述的本質(zhì)安全型先導(dǎo)電路。在遠(yuǎn)控電纜正常狀態(tài)下，兩者均能實(shí)現(xiàn)正常的先導(dǎo)功能。但圖l所述的本質(zhì)安全型先導(dǎo)電路在 公共控制線7與起動(dòng)控制線8在某處發(fā)生短路時(shí)，電路狀態(tài)與起動(dòng)按鈕14按下的狀態(tài)是完 全一樣的，系統(tǒng)會(huì)誤認(rèn)為是正常起動(dòng)信號(hào)，造成自起動(dòng)現(xiàn)象。發(fā)明電路主要依靠現(xiàn)代電子器 件的邏輯判斷功能及閉鎖型繼電器的閉鎖功能，克服了遠(yuǎn)程電纜發(fā)生短路故障時(shí)的電動(dòng)機(jī) 自起動(dòng)問(wèn)題。結(jié)果表明，本發(fā)明可以提高煤礦井下電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)控電路的安全性、可靠性。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐?，其含有控制按鈕，控制線和控制電路，其特征在于所述的控制按鈕(1)的起動(dòng)按鈕II(15)的上端與停止按鈕II(17)的上端及公共控制線(7)的左端相連接，下端與二極管II(16)的陽(yáng)極相連接；二極管II(16)的陰極與起動(dòng)控制線(8)的左端相連接；二極管III(18)的陰極與停止按鈕II(17)的下端相連接，陽(yáng)極與停止控制線(9)的左端相連接構(gòu)成；所述的控制電路(3)是由信號(hào)檢測(cè)單元II(19)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元II(20)、起動(dòng)信號(hào)鑒別單元(21)、停止與故障信號(hào)鑒別單元(22)、合閘執(zhí)行單元(23)和分閘執(zhí)行單元(24)構(gòu)成；所述的信號(hào)檢測(cè)單元II(19)用于判斷是否產(chǎn)生了起動(dòng)、停止或線路故障的脈沖信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元II(20)將這些脈沖信號(hào)整形為穩(wěn)定的電平信號(hào)；起動(dòng)信號(hào)鑒別單元(21)判斷是否有起動(dòng)信號(hào)；停止與故障信號(hào)鑒別單元(22)判斷是否有停止信號(hào)或跳閘信號(hào)；合閘執(zhí)行單元(23)根據(jù)起動(dòng)信號(hào)鑒別單元(21)的輸出決定是否合閘；分閘執(zhí)行單元(24)根據(jù)停止與故障信號(hào)鑒別單元(22)的輸出信號(hào)決定是否分閘；所述的控制線(2)將控制按鈕(1)與控制電路(3)連接在一起。
2. 權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐?，其特征在于信號(hào)檢測(cè)單元II (19) 的電阻I(25)的左端與公共控制線(7)的右端相連接，右端與交流電源(29)的左端相連 接；電阻11(26)的左端與起動(dòng)控制線(8)的右端相連接，右端與光耦I(lǐng)(30)的C端及光耦 11(31)的A端相連接；電阻111(27)的左端與停止控制線(9)的右端以及電阻IV(28)的 左端相連接，右端與光耦111(32)的C端相連接；電阻IV(28)的右端與光耦I(lǐng)V(33)的C 端相連接；交流電源(29)的右端與光耦I(lǐng)(30)的A端、光耦I(lǐng)1(31)的C端、光耦I(lǐng)II (32) 的A端以及光耦I(lǐng)V(33)的A端相連接；光耦I(lǐng)(30)的B端與電阻V(35)的下端及電阻 VI (36)的左端相連接，D端與地(37)相連；光耦I(lǐng)1(31)的B端與電阻VI1(38)的下端及 電阻VIII (39)的左端相連接，D端與地(37)相連；光耦I(lǐng)11(32)的B端與電阻IX(40)的 下端及電阻XLI(41)的左端相連接，D端與地(37)相連；光耦I(lǐng)V(33)的B端與電阻XI(42) 的下端及電阻XI1(43)的左端相連接，D端與地(37)相連接；電阻V(35)、電阻VII(38)、電 阻IX(40)及電阻XI(42)的上端都與電源(34)相連接；電阻VI(36)、電阻VIII(39)、電阻 X(41)及電阻XI1(43)的右端分別與反相器I(44)、反相器II(45)、反相器I11(46)及反相 器IV(47)的A端相連接。
3. 權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐罚涮卣髟谟谛盘?hào)轉(zhuǎn)換單元II (20) 的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I(48)的+TR端與反相器I(44)的A端相連，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I1(49)的+TR 端與反相器I1(45)的A端相連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I11(50)的+TR端與反相器I11(46)的A 端相連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IV(51)的+TR端與反相器IV(47)的A端相連接。
4. 權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐罚涮卣髟谟谄饎?dòng)信號(hào)鑒別單元 (21)的與非門(52)的A端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I(48)的Q端相連接，B端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 11(49)的Q端相連接，C端與異或門(53)的Y端相連接，Y端與合閘執(zhí)行單元(23)中的電 阻XV(56)的左端相連接。
5. 權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐?，其特征在于停止與故障信號(hào)鑒別 單元(22)的異或門(53)的A端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I11(50)的Q端相連接，B端與單穩(wěn)態(tài)觸 發(fā)器IV(51)的Q端相連接，Y端與分閘執(zhí)行單元(24)中的電阻XIX(63)的左端以及起動(dòng) 信號(hào)鑒別單元(20)中的與非門(52)的C端相連接接。
6. 權(quán)利要求l所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起停控制電路，其特征在于合閘執(zhí)行單元(23)的 電阻XI11(54)的上端與電源(34)相連，下端與電阻XIV(55)的上端及電阻XVI (57)的左 端相連接；電阻XIV(55)的下端與地(37)相連接；電阻XV(56)的左端與起動(dòng)信號(hào)鑒別單元 (21)中的與非門(52)的Y端相連接，右端與電壓比較器I(58)的+端相連接；電阻XVI(57) 的右端與電壓比較器I(58)的-端相連接；電壓比較器1(58)的VCC與電源(34)、閉鎖繼 電器(68)的合閘線圈(59)的+端以及二極管IV(60)的陰極相連接，GND端與地(37)相 連接，OUT端與閉鎖繼電器(68)的合閘線圈(59)的-端及二極管IV(60)的陽(yáng)極相連接。
7. 權(quán)利要求l所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐?，其特征在于分閘執(zhí)行單元(24) 的電阻XVI1(61)的上端與電源(34)相連，下端與電阻XVI11(62)的上端及電阻XX(64)的 左端相連接；電阻XVIII (62)的下端與地(37)相連接；電阻XIX(63)的左端與停止與故障 信號(hào)鑒別單元(22)中的異或門(53)的Y端相連接，右端與電壓比較器11(65)的+端相連 接；電阻XX(64)的右端與電壓比較器11(65)的-端相連接；電壓比較器11(65)的VCC端 與電源(34)、閉鎖繼電器(68)分閘線圈(66)的+端以及二極管V(67)的陰極相連接，GND 端與地(37)相連，OUT端與閉鎖繼電器(68)的分閘線圈(66)的負(fù)極及二極管V(67)的陽(yáng) 極相連接。
8. 權(quán)利要求l所述的一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐罚涮卣髟谟陂]鎖繼電器(68)是兩 繞組閉鎖型繼電器。
全文摘要
一種電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程起?？刂齐娐肥怯煽刂凭€將控制按鈕與控制電路連接在一起構(gòu)成，其控制電路是由信號(hào)檢測(cè)單元、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、起動(dòng)信號(hào)鑒別單元、停止與故障信號(hào)鑒別單元、合閘執(zhí)行單元和分閘執(zhí)行單元連接構(gòu)成。本發(fā)明各單元中采用電子邏輯器件，提高了電路的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)，選用兩繞組閉鎖型繼電器作為執(zhí)行單元，將分、合閘執(zhí)行單元與遠(yuǎn)方的控制按鈕隔離，避免了因控制線故障而導(dǎo)致分、合閘執(zhí)行單元誤動(dòng)作，并且電路能夠自動(dòng)識(shí)別各種線路故障并閉鎖合閘回路，使電動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生自起動(dòng)現(xiàn)象，保證了井下設(shè)備的安全運(yùn)行，是一種可靠的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)控電路裝置。
文檔編號(hào)H02P1/26GK101694978SQ200910075698
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月11日
發(fā)明者宋建成, 張軍, 鄭麗君 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué);