專利名稱：錐形電機停機制動系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錐形電機控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種錐形電機停機制動系統(tǒng)及 方法。
背景技術(shù)：
錐形電機(電動葫蘆)是一種自帶剎車的定子與轉(zhuǎn)子成錐形的三相異步電動機，其 集動力與制動力于一體。這種電機具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，起動轉(zhuǎn)矩大，制動迅速可 靠，使用安全等特點，因其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在中小起重現(xiàn)場廣泛應用。
錐形電機適應頻繁起動、制動和正反轉(zhuǎn)交替運行的場合，其工作原理是電機的定 子內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子外形都呈錐形，構(gòu)成電磁抱閘裝置，電磁抱閘裝置根據(jù)錐形電機中定、轉(zhuǎn)子之 間的電磁力與彈簧力之間的共同作用來實現(xiàn)開閘與抱閘動作。具體地，錐形電機的錐形制 動環(huán)鑲于風扇制動輪上，靜制動環(huán)鑲在后端蓋上；定子端通入三相交流電后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁 場，同時產(chǎn)生軸向磁拉力，使轉(zhuǎn)子軸向移動并壓縮彈簧，使得風扇制動輪上的錐形環(huán)與靜制 動環(huán)離開，轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動；定子斷電后，軸向磁拉力消失，轉(zhuǎn)子在彈簧作用下，連同風扇制動 輪一起復位，使動、靜制動環(huán)接觸，產(chǎn)生摩擦力矩，迫使電機立即停轉(zhuǎn)。
目前的錐形電機都是采用變頻器自由停車、錐形電機去磁后自動關(guān)閉制動器的方 式制動。錐形電機的制動器內(nèi)置在電機中，當電機中的磁場強度小于一定值時自動關(guān)閉。
然而上述錐形電機在斷開供電的瞬間還存在剩磁，并按一定的時間常數(shù)逐漸衰 減。由于傳統(tǒng)的控制方式在變頻器停車時無法迅速消磁，使得變頻器從執(zhí)行停車指令開始 到錐形電機制動器關(guān)閉之間需要至少10(T200ms的時間，這段時間內(nèi)變頻器沒有輸出，制 動器也沒有關(guān)閉，因此負載重物會自由落體導致溜鉤。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述錐形電機在停車時易出現(xiàn)溜鉤的問題， 提供一種錐形電機停機制動系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種錐形電機停機制動系統(tǒng)，所述 錐形電機通過變頻器驅(qū)動轉(zhuǎn)動，該系統(tǒng)包括短接控制單元及計時器單元，其中所述計時器 單元，用于在所述變頻器停止輸出時開始計時并在達到第一時長時輸出第一信號、在變頻 器輸出端短接后開始計時并在達到第二時長時輸出第二信號；所述短接控制單元，用于在 接收到第一信號時使變頻器輸出端的任意兩相短接、并在接收到第二信號時斷開所述變頻 器輸出端的相線之間的連接。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)中，所述短接控制單元包括控制芯片、繼 電器回路和接觸器，其中所述控制芯片根據(jù)變頻器的輸出狀態(tài)及來自計時器單元的信號 向繼電器回路輸出導通或斷開指令；所述接觸器包括接于繼電器回路中的電磁線圈以及接 于所述變頻器輸出端的任意兩相間的觸點。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)中，所述控制芯片及繼電器回路位于所述變頻器中。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)中，所述第一時長為0-500毫秒。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)中，所述第二時長為ο-1秒。
本發(fā)明還提供一種錐形電機停機制動方法，所述錐形電機通過變頻器驅(qū)動轉(zhuǎn)動， 該方法包括以下步驟
(a)在所述變頻器停止輸出時開始計時；
(b)在達到第一時長時，使變頻器輸出端的任意兩相短接；
(C)在短接達到第二時長時，斷開所述變頻器輸出端的相線之間的連接。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動方法中，所述步驟(b)和(C)中，通過由繼電器 回路控制的接觸器實現(xiàn)變頻器輸出端的相線間的短接及斷開，所述接觸器包括接于繼電器 回路中的電磁線圈以及接于所述變頻器輸出端的任意兩相間的觸點。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動方法中，所述繼電器回路位于變頻器中并由變 頻器的控制芯片控制導通或斷開。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動方法中，所述第一時長為0-500毫秒。
在本發(fā)明所述的錐形電機停機制動方法中，所述第二時長為0-1秒。
本發(fā)明的錐形電機停機制動系統(tǒng)及方法，通過在錐形電機停機時短接變頻器輸出 端的相線，可快速消除錐形電機內(nèi)部剩磁，使得錐形電機能夠迅速關(guān)閉制動器。本發(fā)明可有 效避免錐形電機停車時出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明錐形電機停機制動系統(tǒng)第一實施例的示意圖。
圖2是本發(fā)明錐形電機停機制動系統(tǒng)第二實施例的示意圖。
圖3是本發(fā)明錐形電機停機制動方法實施例的流程圖。
圖4是圖3中短接變頻器輸出端步驟的流程示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，是本發(fā)明錐形電機停機制動系統(tǒng)第一實施例的示意圖，其中上述錐 形電機12通過變頻器11驅(qū)動轉(zhuǎn)動，即變頻器11的輸出端連接到錐形電機12的輸入端。本 實施例中的錐形電機停機制動系統(tǒng)包括短接控制單元14及計時器單元13，其中計時器單 元13用于進行計時控制，而短接控制單元14則用于控制變頻器11的輸出端的三相線中設 定的兩相線的短接及斷開。上述短接控制單元14及計時器單元13可集成到變頻器并結(jié)合 軟件實現(xiàn)。在實際應用中，上述短接控制單元14及計時器單元13也可通過單獨的硬件和 軟件來實現(xiàn)，其通過向變頻器輸出端輸出控制信號實現(xiàn)錐形電機停機控制。
具體地，上述計時器單元13在變頻器11停止輸出時開始計時并在達到第一時長 時輸出第一信號、在變頻器輸出端短接(短接控制單元14產(chǎn)生短接控制信號)后開始計時并 在達到第二時長時輸出第二信號。上述計時器單元13可由兩個獨立的計時器電路構(gòu)成，也可由一個計時器電路構(gòu)成。并且上述第一時長、第二時長可根據(jù)不同的應用場合進行設定。
短接控制單元14則在接收到來自計時器單元13的第一信號時使變頻器11的輸 出端的任意兩相短接、并在接收到第二信號時斷開變頻器輸出端短接的相線之間的連接。 變頻器11的輸出端一旦短接，便能夠立即消除錐形電機12內(nèi)部的剩磁，從而使得錐形電機 12能夠迅速關(guān)閉制動器。
由于短接變頻器11的輸出側(cè)將會引起變頻器11內(nèi)部電流急劇上升，從而產(chǎn)生過 流的危險，因此需要控制變頻器輸出側(cè)短接的時間，即需要控制上述的第一時長及第二時 長。
上述的第一時長為變頻器11停止輸出至變頻器輸出端開始短接的時間。該第一 時長如果設置過短則變頻器有過流的危險，如果設置過長則錐形電機停車控制的效果不明 顯。該第一時長的值介于0-1秒之間(需保證變頻器11不過流)，并可根據(jù)具體的應用場合 (例如錐形電機額定功率、載重等)進行設置。較佳地，該第一時長可以為5 10ms。
上述的第二時長為變頻器輸出端短接的時間。該第二時長若設置過短則錐形電機 停車控制的效果不明顯，設置過長則影響頻繁啟停場合的使用效果。該第二時長的值介于 0-1秒之間，并可根據(jù)具體的應用場合(例如錐形電機額定功率、載重等)進行設置。較佳地， 該第二時可以為30(T500ms。
如圖2所示，是本發(fā)明錐形電機停機制動系統(tǒng)第二實施例的示意圖，其中上述錐 形電機22通過變頻器21驅(qū)動轉(zhuǎn)動，即變頻器21的輸出端連接到錐形電機22的輸入端。本 實施例中的錐形電機停機制動系統(tǒng)同樣包括計時器單元23及短接控制單元，且計時器單 元23及短接控制單元集成到變頻器21。
本實施例中的短接控制單元包括控制芯片241、繼電器回路242和接觸器，其中接 觸器包括接于繼電器回路242中的電磁線圈2431以及接于變頻器輸出端的任意兩相間的 觸點2432。
同樣地，上述計時器單元23在變頻器21停止輸出時開始計時并在達到第一時長 時輸出第一信號、在變頻器輸出端短接(即繼電器回路242閉合)后開始計時并在達到第二 時長時輸出第二信號?？刂菩酒?41可以為變頻器的控制芯片，其根據(jù)變頻器的輸出狀態(tài) 及來自計時器單元23的信號向繼電器回路242輸出導通或斷開指令。例如，控制芯片241 在接收到來自計時器單元23的第一信號時，使繼電器回路242閉合，從而繼電器回路242 中的電磁線圈2431產(chǎn)生磁場，使接于變頻器輸出端的任意兩相間的觸點2432吸合，變頻器 輸出端短接；在接收到來自計時器單元23的第二信號時，使繼電器回路242斷開，從而繼電 器回路242中的電磁線圈2431的磁場消失，釋放觸點2432，使變頻器輸出端的短接斷開。
如圖3所示，是本發(fā)明錐形電機停機制動方法實施例的流程圖，其中錐形電機通 過變頻器驅(qū)動轉(zhuǎn)動。該方法包括以下步驟
步驟S31 :在變頻器接收到停車指令時，停止輸出。本實施例適用于現(xiàn)有變頻器的 兩種停車模式減速到停止輸出或立即停止輸出。
步驟S32 :在變頻器停止輸出時開始計時。
步驟S33 :判斷是否達到第一時長，若達到第一時長則執(zhí)行步驟S34 ;否則返回步 驟S32。該第一時長的值介于0-500毫秒之間，并可根據(jù)具體的應用場合(例如錐形電機額 定功率、載重等)進行設置。較佳地，上述第一時長可以為5-10毫秒
步驟S34 :使變頻器輸出端的任意兩相短接，并執(zhí)行步驟S35。
步驟S35 :判斷是否達到第二時長(該第二時長從變頻器輸出端的相線短接開始 計時)，若達到第二時長則執(zhí)行步驟S36，否則返回步驟S34。該第二時長的值介于0-1秒之 間，并可根據(jù)具體的應用場合(例如錐形電機額定功率、載重等)進行設置。較佳地，上述第 二時長可以為300-500暈秒。
步驟S36 :斷開變頻器輸出端的相線之間的連接，流程結(jié)束。
在上述的錐形電機停機制動方法中，可由變頻器控制繼電器回路吸合或釋放接觸 器，實現(xiàn)變頻器輸出端的相線間的短接及斷開，其中接觸器包括接于繼電器回路中的電磁 線圈以及接于所述變頻器輸出端的任意兩相間的觸點。此時，圖3中的短接變頻器輸出端 操作(即步驟S34)可通過圖4所示的步驟實現(xiàn)
步驟S341 :變頻器使繼電器回路導通，從而使繼電器回路中的電磁線圈產(chǎn)生磁 場，變頻器開始計時。
步驟S342 :電磁線圈將變頻器輸出端的相線間的觸點吸合，變頻器輸出端實現(xiàn)短 接。
步驟S343 :錐形電機的磁場強度迅速降低并在低于一定值時錐形電機的制動器 閉合。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求的保護范圍 為準。
權(quán)利要求
1.一種錐形電機停機制動系統(tǒng)，所述錐形電機通過變頻器驅(qū)動轉(zhuǎn)動，其特征在于該系統(tǒng)包括短接控制單元及計時器單元，其中所述計時器單元，用于在所述變頻器停止輸出時開始計時并在達到第一時長時輸出第一信號、在變頻器輸出端短接后開始計時并在達到第二時長時輸出第二信號；所述短接控制單元，用于在接收到第一信號時使變頻器輸出端的任意兩相短接、并在接收到第二信號時斷開所述變頻器輸出端的相線之間的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)，其特征在于所述短接控制單元包括控制芯片、繼電器回路和接觸器，其中所述控制芯片根據(jù)變頻器的輸出狀態(tài)及來自計時器單元的信號向繼電器回路輸出導通或斷開指令；所述接觸器包括接于繼電器回路中的電磁線圈以及接于所述變頻器輸出端的任意兩相間的觸點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)，其特征在于所述控制芯片及繼電器回路位于所述變頻器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)，其特征在于所述第一時長為0-500暈秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的錐形電機停機制動系統(tǒng)，其特征在于所述第二時長為0_1秒。
6.一種錐形電機停機制動方法，所述錐形電機通過變頻器驅(qū)動轉(zhuǎn)動，其特征在于該方法包括以下步驟(a)在所述變頻器停止輸出時開始計時；(b)在達到第一時長時，使變頻器輸出端的任意兩相短接；(c)在短接達到第二時長時，斷開所述變頻器輸出端的相線之間的連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錐形電機停機制動方法，其特征在于所述步驟(b)和(c) 中，通過由繼電器回路控制的接觸器實現(xiàn)變頻器輸出端的相線間的短接及斷開，所述接觸器包括接于繼電器回路中的電磁線圈以及接于所述變頻器輸出端的任意兩相間的觸點。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的錐形電機停機制動方法，其特征在于所述繼電器回路位于變頻器中并由變頻器的控制芯片控制導通或斷開。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的錐形電機停機制動方法，其特征在于所述第一時長為0-500暈秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的錐形電機停機制動方法，其特征在于所述第二時長為0_1秒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種錐形電機停機制動系統(tǒng)，所述錐形電機通過變頻器驅(qū)動轉(zhuǎn)動，該系統(tǒng)包括短接控制單元及計時器單元，其中所述計時器單元，用于在所述變頻器停止輸出時開始計時并在達到第一時長時輸出第一信號、在變頻器輸出端短接后開始計時并在達到第二時長時輸出第二信號；所述短接控制單元，用于在接收到第一信號時使變頻器輸出端的任意兩相短接、并在接收到第二信號時斷開所述變頻器輸出端的相線之間的連接。本發(fā)明還提供一種對應的方法。本發(fā)明通過在錐形電機停機時短接變頻器輸出端的相線，可快速消除錐形電機內(nèi)部剩磁，使得錐形電機能夠迅速關(guān)閉制動器。
文檔編號H02P3/18GK103066898SQ20131002532
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者殷杰, 曹睿, 邱志紅 申請人:蘇州匯川技術(shù)有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司, 深圳市匯川技術(shù)股份有限公司