電動手車數字控制方法及裝置的製作方法

2023-09-18 18:11:00 1

專利名稱：電動手車數字控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電氣開關櫃中的手車電動控制，特別涉及一種電動手 車數字控制方法及裝置。
背景技術：
根據開關設備設計電氣"五防"及設備使用安全要求，斷路器手 車本身及與開關櫃配合中設計有許多機械聯鎖，限制在條件不具備的 情況下搖進、或搖出斷路器手車，比如，手車推入開關櫃，未到試驗 位置時，不允許手車搖入的機械聯鎖；斷路器處於合閘狀態，禁止搖 入工作位置的機械聯鎖；斷路器在接地開關未分閘時不允許手車搖入 工作位置的機械聯鎖等。用戶在安裝、檢修過程中，由於誤操作或者 未檢查各種聯鎖是否復位，如果通電操作斷路器手車(這時手車電氣 迴路己經就緒)，就會導致整個機構傳動失效或損壞，給檢修及安裝 工作帶來嚴重的影響和損失。
目前12kV-24kV中壓開關櫃中主開關(如斷路器、隔離車等) 基本上採用的是手車式結構，斷路器的投運或檢修時，都是通過手柄 手動將斷路器手車搖進/搖出工作或試驗位置。
採用電動的方式通過遠方及就地實現電機驅動斷路器手車的搖 進或搖出，是近年來變電站對開關櫃實現智能化、程序化控制的趨勢 和要求。
手車電動搖進搖出有以下主要特點 *手車從試驗位置到工作位置搖進或搖出的過程中，負載(阻力)
4是變化的，主要表現在
1. 不同規格的斷路器其重量不同；
2. 不同規格斷路器手車與開關櫃導軌及動靜觸頭等的配合質量 好壞也會影響到進出時的阻力；
3. 尤其是斷路器的動觸頭與插入柜子的靜觸頭時的阻力會增加 很多，有一個突然加載的過程。
*電動進出的過程中，要求電機有較強的過載能力，尤其時動觸 頭與靜觸頭插入或拔出的過程中，有一定的衝擊負荷，而且這時候機 構要有足夠的動力將斷路器推進或拉出工作位置而不能停滯。 *電機的正反轉是通過手車的位置輔助開關來控制實現的。 *手車在電動進出過程中，如果遇到障礙、卡阻，工作或試驗位 置將電源極性接反，會導致電機燒毀、機構損壞或傳動失效，以至於 底盤損壞，同樣會造成斷路器卡死在開關櫃中的嚴重後果；異常堵轉 後，機構損壞，離合器不能解鎖，無法實現手動切換。
由於用戶在安裝、檢修過程中，很難避免由於誤操作或者未檢査 出各種聯鎖是否復位，如果這種情況下通電操作斷路器手車(這時手 車電氣迴路己經就緒)，就會導致整個機構傳動失效或損壞(此時離 合器功能失效)，同樣會造成斷路器卡死在開關櫃中，無法進出，同 時排除故障、恢復功能，不僅需要花費成本且需要較長的時間，給檢 修及安裝工作帶來嚴重的影響，引起用戶強烈的抱怨和不滿。

發明內容
本發明克服了上述缺點，提供了一種控制方便、安全可靠的電動 手車數字控制方法及裝置。
本發明解決其技術問題所採取的技術方案是 一種電動手車數字控制方法，包括如下步驟，
接收手車搖進/搖出指令；
控制電機根據指令以對應的方向軟啟動；
檢測電機運行過程中的電流是否大於設定的保護電流；
如果是則控制電機制動，並控制電機向相反的方向轉動；否則運
動到指定位置後制動。
所述接收手車搖進/搖出指令步驟之後，還可包括判斷手車當前
位置是否允許操作的步驟，當允許時，控制電機根據指令以對應的方
向軟啟動。
控制電機向相反的方向轉動的步驟，可以以到達設定的持續時間 為終止條ft1，持續時間為100ms 1000ms。
一種電動手車數字控制裝置，包括
指令接收單元，用於接收手車搖進/搖出指令；
軟啟動控制單元，用於控制電機根據指令接收單元接收到的指令 以對應的方向軟啟動；
電機電流檢測單元，用於檢測電機運行過程中的電流是否大於設 定的保護電流，如果是則直接觸發制動控制單元工作，否則運動到指 定位置後觸發制動控制單元工作；制動控制單元；以及
反轉控制單元，用於在所述制動控制單元結束對電機的控制後， 控制電機向相反的方向轉動。
所述指令接收單元和軟啟動控制單元之間還可設置有手車位置 判斷單元，用於判斷手車當前位置是否允許操作，當允許時，觸發所 述軟啟動控制單元。
一種電動手車數字控制裝置，包括依次連接的指令接收電路、微處理器和電機驅動電路，所述微處理器的輸入端還連接有手車位置檢 測電路，所述電機驅動電路的輸出還連結有電流檢測電路，所述電流 檢測電路的輸出端連接到所述微處理器；所述微處理器還連接有一個 電機方向轉換電路，所述電機方向轉換電路的輸出端也與所述電機相連接。所述電機驅動電路可採用功率場效應管，所述場效應管的柵極與 所述微處理器相連，漏極連接所述電機，所述電流檢測電路可採用採 樣電阻，所述採樣電阻串聯在所述功率場效應管的源極和地端之間。本發明通過對手車的位置及工作狀態進行控制及判斷，實時監控 電動機構電機的輸出功率及電流。電機工作正常時保護不啟動；如果 出現卡滯、堵轉等異常情況，電機輸出電流增加，及時控制電機制動 並切斷電機電源，並控制電機反轉，使離合器順利解鎖，使整個機構 得到保護。


圖1為本發明實施例一的流程圖；圖2為本發明實施例二的原理框圖；圖3為本發明實施例三的原理框圖；圖4為本發明實施例三的電路原理圖。
具體實施方式
實施例一 一種電動手車數字控制方法，如圖1中所示，包括如 下歩驟，接收手車搖進/搖出指令； 判斷手車當前位置是否允許操作；如果是則控制電機根據指令以對應的方向軟啟動，否則返回初始在電機運行的過程中，檢測電機運行過程中的電流是否大於設定 的保護電流Ip;如果是則控制電機制動，否則運動到指定的工作/試驗位置後制 動；當初始接收到的是搖進指令時，指定位置為工作位置，當初始接 收到的是搖出指令時，指定位置為試驗位置；當因電機電流大於設定的保護電路而制動後，電機向相反的方向 轉動，持續500ms，使得手車脫離故障位置，此時進入故障狀態，待 收到復位指令時返回待機狀態。實施例二 為 一種採用實施例一 中方法的電動手車數字控制裝 置，如圖2中所示，包括指令接收單元，用於接收手車搖進/搖出指令；手車位置判斷單元，用於判斷手車當前位置是否允許操作，當允 許時，觸發所述軟啟動控制單元；軟啟動控制單元，用於控制電機根據指令接收單元接收到的指令 以對應的方向軟啟動；電機電流檢測單元，用於檢測電機運行過程中的電流是否大於設 定的保護電流，如果是則直接觸發制動控制單元工作，否則運動到指 定位置後觸發制動控制單元工作；制動控制單元，用於控制電機從運行狀態到靜止狀態的制動；反轉控制單元，用於在所述制動控制單元結束對電機的控制後， 控制電機向相反的方向轉動。實施例三為一種採用實施例一中方法的電動手車數字控制裝 置，如圖3中所示，包括依次連接的指令接收電路、微處理器和電機8驅動電路，所述微處理器的輸入端還連接有手車位置檢測電路，所述 電機驅動電路的輸出還連結有電流檢測電路，所述電流檢測電路的輸 出端連接到所述微處理器；所述微處理器還連接有一個電機方向轉換 電路，所述電機方向轉換電路的輸出端也與所述電機相連接。如圖4 中所示，所述電機驅動電路採用功率場效應管QIO，所述場效應管 Q10的柵極與所述微處理器U7相連，漏極連接所述電機M，所述微 處理器U7向所述場效應管Q10輸出PWM功率控制信號，經功率放 大後送入所述電機M，所述電流檢測電路採用採樣電阻R63，所述採 樣電阻R63串聯在所述功率場效應管Q10的源極和地端之間，將實 時採樣的輸出迴路電流反饋到微處理器U7，所述電流檢測電路通過 對所述微處理器輸出的PWM信號進行檢測，實時監控電機的工作電 流，即電機的輸出功率，可以對電機的運行情況進行精確的監測及控 制。單刀雙擲繼電器J2、 J3在所述微處理器U7的控制下，轉換電機 與電機驅動電路的接入方向，根據所述微處理器U7送入的運行方向 控制信號，輸出符合極性要求的驅動電壓到電機M，作為電機方向轉 換電路實現電機運行方向的轉換。手車位置檢測電路通過設置在手車 中相應位置的多個行程開關或接近開關，將檢測到的手車位置信號， 經光電耦合器隔離後變送到所述微處理器U7。基於上述結構，本實施例的工作過程如下初始上電後，微控制 器U7對軟硬體自檢通過後進入待命狀態，當接收到"到試驗位"或 "到工作位"命令後；微控制器U7立即通過手車位置檢測電路判斷 手車當前位置，符合條件立即啟動所述微控制器U7內部PWM模塊， 將以最小輸出功率輸出到電機驅動電路，同時將運行方向信號發送給 電機方向轉換電路，經變換後輸出正確的功率信號到手車的控制電機，驅動手車向正確的方向運行，運行過程中所述微控制器U7實時 對電流檢測電路送入的電流信號進行判斷處理，運行電流無異常再緩 慢增加輸出功率直到額定值，實現電機的軟啟動，正常運行過程中所 述微控制器U7對手車位置檢測電路送入的手車實時位置進行判斷， 到達預定位置時立即關閉輸出電源並對電機制動。當系統因外界原因運行不暢時，經所述電流檢測電路反饋到微控制器U7的運行電流將 大於內部整定值，微控制器U7經內部判斷確認是異常運行信號後， 立即以PWM方式控制所述電機驅動電路實現制動，使電機及機構得 到保護，並啟動逆轉程序，控制電機方向轉換電路轉化電機電源方向， 使驅動手車的電機M逆向轉動約500ms，實現離合器順利解鎖，便 於切換為手動操作排除故障。以上對本發明所提供的電動手車數字控制方法及裝置進行了詳 細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡 述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思 想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體 實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不 應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種電動手車數字控制方法，其特徵在於包括如下步驟，接收手車搖進/搖出指令；控制電機根據指令以對應的方向軟啟動；檢測電機運行過程中的電流是否大於設定的保護電流；如果是則控制電機制動，並控制電機向相反的方向轉動；否則運動到指定位置後制動。
2. 根據權利要求l所述的電動手車數字控制方法，其特徵在於所述控制電機向相反的方向轉動的步驟，以到達設定的持續時間為終止條件。
3. 根據權利要求2所述的電動手車數字控制方法，其特徵在於所述持續時間為100ms 1 OOOms 。
4. 根據權利要求1或2或3所述的電動手車數字控制方法，其特 徵在於所述接收手車搖進/搖出指令步驟之後，還包括判斷手車當 前位置是否允許操作的步驟，當允許時，控制電機根據指令以對應的 方向軟啟動。
5. —種採用權利要求1中所述電動手車數字控制方法的電動手 車數字控制裝置，其特徵在於包括指令接收單元，用於接收手車搖進/搖出指令；軟啟動控制單元，用於控制電機根據指令接收單元接收到的指令 以對應的方向軟啟動；電機電流檢測單元，用於檢測電機運行過程中的電流是否大於設 定的保護電流，如果是則直接觸發制動控制單元工作，否則運動到指定位置後觸發制動控制單元工作； 制動控制單元；以及反轉控制單元，用於在所述制動控制單元結束對電機的控制後， 控制電機向相反的方向轉動。
6. 根據權利要求5所述的電動手車數字控制裝置，其特徵在於 所述指令接收單元和軟啟動控制單元之間還設置有手車位置判斷單 元，用於判斷手車當前位置是否允許操作，當允許時，觸發所述軟啟 動控制單元。
7. —種採用權利要求1中所述電動手車數字控制方法的電動手車數字控制裝置，包括依次連接的指令接收電路、微處理器和電機驅 動電路，所述微處理器的輸入端還連接有手車位置檢測電路，其特徵在於所述電機驅動電路的輸出還連接有電流檢測電路，所述電流檢 測電路的輸出端連接到所述微處理器；所述微處理器還連接有一個電機方向轉換電路，所述電機方向轉換電路的輸出端也與所述電機相連 接。
8. 根據權利要求7所述的電動手車數字控制裝置，其特徵在於所述電機驅動電路採用功率場效應管，所述場效應管的柵極與所述微 處理器相連，漏極連接所述電機，所述電流檢測電路採用採樣電阻， 所述採樣電阻串聯在所述功率場效應管的源極和地端之間。
全文摘要
本發明涉及電氣開關櫃中的手車電動控制，特別涉及一種電動手車數字控制方法及裝置，本發明通過對手車的位置及工作狀態進行控制及判斷，實時監控電動機構電機的輸出功率及電流。電機工作正常時保護不啟動；如果出現卡滯、堵轉等異常情況，電機輸出電流增加，及時控制電機制動並切斷電機電源，並控制電機反轉，使離合器順利解鎖，使整個機構得到保護。
文檔編號H02B11/167GK101557084SQ20091020349
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者楊新潔, 平 蘇, 明 黃 申請人:廈門Abb開關有限公司