CN107911048A - 噪声检测式能耗制动装置及使用方法 - Google Patents

噪声检测式能耗制动装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种噪声检测式能耗制动装置，其特征在于，包括：电机、运行接触器KM1、能耗制动接触器KM2、主电路、能耗制动电路、控制电路和噪声检测电路；电机通过主电路和三相交流电源连接，运行接触器KM1的常开主触点控制主电路的通断；能耗制动电路连接三相交流电源和电机定子，由变压整流器TC将三相交流电转化为使电机制动的直流电，能耗制动接触器KM2的常开主触点控制能耗制动电路的通断；噪声检测电路包括设置在电机旁侧的噪声传感器NS，能耗制动电路能够导通的先决条件是噪声传感器NS检测到电机运行噪声大于预设的噪声阈值。本发明结构精简、成本低廉、安全稳定、实用性强、市场价值高。

Description

噪声检测式能耗制动装置及使用方法
技术领域
本发明属于工程电气设备领域，尤其涉及一种噪声检测式能耗制动装置及使用方法。
背景技术
目前工程电气交流电机设备的传统电气制动中的能耗制动，经常采用速度传感器的原理（速度原则）控制、或是时间继电器（时间原则）控制等。采用速度传感器的原理（速度原则）控制：需要在交流电机设备的电机轴上安装速度传感器，接触式速度传感器安装困难，占用空间大，设备繁重；非接触式速度传感器安装调整困难，且都要保证运行过程中的速度准确检测等，价格也较为昂贵。时间继电器（时间原则）控制：在不同的负载运行环境中，合理准确的制动所需时间也不一样，若时间设定不足，达不到能耗制动的最佳效果；若时间设定太长，加大了能耗制动系统的不必要运行时间，耗系统设备电能。
发明内容
针对现有技术存在的不足和空白，本发明采用以下技术方案：
一种噪声检测式能耗制动装置，其特征在于，包括：电机、运行接触器KM1、能耗制动接触器KM2、主电路、能耗制动电路、控制电路和噪声检测电路；所述电机通过主电路和三相交流电源连接，所述运行接触器KM1的常开主触点控制主电路的通断；所述能耗制动电路连接三相交流电源和电机定子，由变压整流器TC将三相交流电转化为使电机制动的直流电，所述能耗制动接触器KM2的常开主触点控制能耗制动电路的通断；所述控制电路控制所述运行接触器KM1的常开主触点和所述能耗制动接触器KM2的常开主触点实现互锁，使主电路和能耗制动电路不同时接通；所述噪声检测电路包括设置在电机旁侧的噪声传感器NS，所述能耗制动电路能够导通的先决条件是所述噪声传感器NS检测到电机运行噪声大于预设的噪声阈值。
优选地，所述控制电路控制所述运行接触器KM1的常开主触点和所述能耗制动接触器KM2的常开主触点的互锁通过控制电路中串联的能耗制动接触器KM2的常开触点、运行接触器KM1的常闭触点和串联的运行接触器KM1的常开触点、能耗制动接触器KM2的常闭触点实现；所述能耗制动电路包括继电器KA，当所述噪声传感器NS检测到电机运行噪声大于预设的噪声阈值时，所述继电器KA失电，所述继电器KA的常闭触点串联在能耗制动接触器KM2的常开触点和运行接触器KM1的常闭触点的串联电路中。
优选地，保险丝FU1和热继电器FR为主电路提供短路和过载保护；保险丝FU1为能耗制动电路提供短路保护，限流调节电阻R3串联在能耗制动电路中；所述控制电路接入三相交流电源，由保险丝FU2和热继电器FR提供短路和过载保护。
优选地，在所述噪声检测电路中，噪声传感器NS接运算放大器反向输入端，运算放大器正向输入端电压为直流电源经电阻R1分压后加在稳压管两端的稳压值，运算放大器输出端经电阻R2接三极管VT的基极，直流电源正极经并联的二极管VD和继电器KA接三极管VT的集电极；直流电源负极接三极管VT的发射极。
优选地，所述控制电路包括按钮SB1和按钮SB2；所述按钮SB1控制运行接触器KM1的常开触点闭合，用于使运行接触器KM1得电；所述按钮SB2控制运行接触器KM1的常开触点和能耗制动接触器KM2的常闭触点构成的串联电路断开，并控制能耗制动接触器KM2的常开触点闭合，当继电器KA的常闭触点闭合时，用于使运行接触器KM1失电，能耗制动接触器KM2得电。
优选地，当所述按钮SB1按下时，主电路中运行接触器KM1的常开主触点和控制电路中运行接触器KM1的常开主触点均闭合实现自锁。
优选地，当所述按钮SB2按下，且继电器KA的常闭触点闭合时，能耗制动电路中能耗制动接触器KM2的常开主触点和控制电路中能耗制动接触器KM2的常开触点均闭合实现自锁。
以及本发明噪声检测式能耗制动装置优选方案的使用方法，其特征在于，包括以下使用状态：
状态1：按下按钮SB1，主电路接通，电机启动，能耗制动电路处于断开状态；
状态1A：当电机转速低于低速阈值时，噪声传感器NS输出电压低于低压阈值，在噪声检测电路中，继电器KA处于得电状态，控制电路中继电器KA的常闭触点断开；
状态1B：当电机转速高于高速阈值时，噪声传感器NS输出电压高于高压阈值，在噪声检测电路中，继电器KA处于失电状态，控制电路中继电器KA的常闭触点闭合，能耗制动电路做好导通准备；
状态2A：在状态1A时按下SB2，则能耗制动电路不接通；
状态2B：在状态1B时按下SB2，主电路断开，能耗制动电路接通，电机开始制动，当电机转速低于低速阈值时，能耗制动电路断开。
本发明及优选方案结构精简、成本低廉、安全稳定、实用性强、市场价值高，在现有技术的基础上，采用噪声传感器检测改进，不需要在电机旋转设备上提出特殊的安装要求，只需放置噪声传感器装置即可，解决了目前现有技术中速度控制原则存在不可避免的弊端。同时利用设备运行时的噪声检测，可以很好地改善时间控制原则现有技术中由于负载不同等运行环境改变而引起的控制不准确，从而节省电能。本发明技术方案用于单向运转设备，同时也适用于双向运转旋转设备。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1为本发明实施例整体电路结构示意图；
图2为本发明实施例噪声检测电路结构示意图。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
如图1所示，本发明实施例包括：电机M、运行接触器KM1、能耗制动接触器KM2、主电路、能耗制动电路、控制电路和噪声检测电路；电机M通过主电路和三相交流电源连接，运行接触器KM1的常开主触点控制主电路的通断；能耗制动电路连接三相交流电源和电机M定子，由变压整流器TC将三相交流电转化为使电机M制动的直流电，能耗制动接触器KM2的常开主触点控制能耗制动电路的通断；控制电路控制运行接触器KM1的常开主触点和能耗制动接触器KM2的常开主触点实现互锁，使主电路和能耗制动电路不同时接通；噪声检测电路包括设置在电机M旁侧的噪声传感器NS以检测电机M运转的实时噪声（应尽可能紧贴设置以保证噪声检测的效果和准确度），能耗制动电路能够导通的先决条件是噪声传感器NS检测到电机M运行噪声大于预设的噪声阈值。
控制电路控制运行接触器KM1的常开主触点和能耗制动接触器KM2的常开主触点的互锁通过控制电路中串联的能耗制动接触器KM2的常开触点、运行接触器KM1的常闭触点和串联的运行接触器KM1的常开触点、能耗制动接触器KM2的常闭触点实现；能耗制动电路包括继电器KA，当噪声传感器NS检测到电机M运行噪声大于预设的噪声阈值时，继电器KA失电，继电器KA的常闭触点串联在能耗制动接触器KM2的常开触点和运行接触器KM1的常闭触点的串联电路中。
在本实施例中，保险丝FU1和热继电器FR为主电路提供短路和过载保护；保险丝FU1为能耗制动电路提供短路保护，限流调节电阻R3串联在能耗制动电路中，电阻R3为可调电阻，用于调节制动的强度和快慢；控制电路接入三相交流电源，由保险丝FU2和热继电器FR提供短路和过载保护。
控制电路包括按钮SB1和按钮SB2；按钮SB1控制运行接触器KM1的常开触点闭合，用于使运行接触器KM1得电；按钮SB2控制运行接触器KM1的常开触点和能耗制动接触器KM2的常闭触点构成的串联电路断开，并控制能耗制动接触器KM2的常开触点闭合，当继电器KA的常闭触点闭合时，用于使运行接触器KM1失电，能耗制动接触器KM2得电。
当按钮SB1按下时，主电路中运行接触器KM1的常开主触点和控制电路中运行接触器KM1的常开主触点均闭合实现自锁。
当按钮SB2按下，且继电器KA的常闭触点闭合时，能耗制动电路中能耗制动接触器KM2的常开主触点和控制电路中能耗制动接触器KM2的常开触点均闭合实现自锁。
如图2所示，在噪声检测电路中，噪声传感器NS接运算放大器反向输入端，运算放大器正向输入端电压为直流电源经电阻R1分压后加在稳压管两端的稳压值，运算放大器输出端经电阻R2接三极管VT的基极，直流电源正极经并联的二极管VD和继电器KA接三极管VT的集电极；直流电源负极接三极管VT的发射极。
当电机M刚启动运行噪声分贝较小时，噪声检测电路中，噪声传感器NS的输出电压较小，使得与它连接的电压比较器的反向输入端感知到的电压小于正向输入端电压，这时电压比较器输出高电平使三极管VT导通，电阻R2起限流保护作用，继电器KA得电，二极管VD起返流保护三极管作用，此时位于控制电路中继电器KA的常闭触点打开，防止在电机M刚启动，电流还很大时就被制动的误操作，保护了电机M。当电机M继续运转，噪声分贝达到一定设定值时，继电器KA的常闭触点经电压比较器恢复闭合，为实现电机能耗制动做好准备。
当能耗制动电路接通时，交流电经变压整流后加到电动机定子中的两相绕组以产生直流磁场，由于惯性旋转的转子切割磁场产生感应电势和电流，形成与转向相反的制动转矩使转子制动，当电机M逐渐停止运行，噪声分贝下降到设定值时，继电器KA的常闭触点打开，能耗制动接触器KM2线圈失电，能耗制动电路断开，制动过程完成。
具体地，本发明实施例的使用方法包括以下使用状态：
状态1：按下按钮SB1，主电路接通，电机M启动，能耗制动电路处于断开状态；
状态1A：当电机M转速低于阈值时，噪声传感器NS输出电压低于低压阈值，在噪声检测电路中，继电器KA处于得电状态，控制电路中继电器KA的常闭触点断开；
状态1B：当电机M转速高于阈值时，噪声传感器NS输出电压高于高压阈值，在噪声检测电路中，继电器KA处于失电状态，控制电路中继电器KA的常闭触点闭合，能耗制动电路做好导通准备；
状态2A：在状态1A时按下SB2，则能耗制动电路不接通；
状态2B：在状态1B时按下SB2，主电路断开，能耗制动电路接通，电机M开始制动，当电机M转速低于阈值时，能耗制动电路断开。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的噪声检测式能耗制动装置及使用方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种噪声检测式能耗制动装置，其特征在于，包括：电机、运行接触器KM1、能耗制动接触器KM2、主电路、能耗制动电路、控制电路和噪声检测电路；所述电机通过主电路和三相交流电源连接，所述运行接触器KM1的常开主触点控制主电路的通断；所述能耗制动电路连接三相交流电源和电机定子，由变压整流器TC将三相交流电转化为使电机制动的直流电，所述能耗制动接触器KM2的常开主触点控制能耗制动电路的通断；所述控制电路控制所述运行接触器KM1的常开主触点和所述能耗制动接触器KM2的常开主触点实现互锁，使主电路和能耗制动电路不同时接通；所述噪声检测电路包括设置在电机旁侧的噪声传感器NS，所述能耗制动电路能够导通的先决条件是所述噪声传感器NS检测到电机运行噪声大于预设的噪声阈值。
2.根据权利要求1所述的噪声检测式能耗制动装置，其特征在于：所述控制电路控制所述运行接触器KM1的常开主触点和所述能耗制动接触器KM2的常开主触点的互锁通过控制电路中串联的能耗制动接触器KM2的常开触点、运行接触器KM1的常闭触点和串联的运行接触器KM1的常开触点、能耗制动接触器KM2的常闭触点实现；所述能耗制动电路包括继电器KA，当所述噪声传感器NS检测到电机运行噪声大于预设的噪声阈值时，所述继电器KA失电，所述继电器KA的常闭触点串联在能耗制动接触器KM2的常开触点和运行接触器KM1的常闭触点的串联电路中。
3.根据权利要求1所述的噪声检测式能耗制动装置，其特征在于：保险丝FU1和热继电器FR为主电路提供短路和过载保护；保险丝FU1为能耗制动电路提供短路保护，限流调节电阻R3串联在能耗制动电路中；所述控制电路接入三相交流电源，由保险丝FU2和热继电器FR提供短路和过载保护。
4.根据权利要求2所述的噪声检测式能耗制动装置，其特征在于：在所述噪声检测电路中，噪声传感器NS接运算放大器反向输入端，运算放大器正向输入端电压为直流电源经电阻R1分压后加在稳压管两端的稳压值，运算放大器输出端经电阻R2接三极管VT的基极，直流电源正极经并联的二极管VD和继电器KA接三极管VT的集电极；直流电源负极接三极管VT的发射极。
5.根据权利要求4所述的噪声检测式能耗制动装置，其特征在于：所述控制电路包括按钮SB1和按钮SB2；所述按钮SB1控制运行接触器KM1的常开触点闭合，用于使运行接触器KM1得电；所述按钮SB2控制运行接触器KM1的常开触点和能耗制动接触器KM2的常闭触点构成的串联电路断开，并控制能耗制动接触器KM2的常开触点闭合，当继电器KA的常闭触点闭合时，用于使运行接触器KM1失电，能耗制动接触器KM2得电。
6.根据权利要求5所述的噪声检测式能耗制动装置，其特征在于：当所述按钮SB1按下时，主电路中运行接触器KM1的常开主触点和控制电路中运行接触器KM1的常开主触点均闭合实现自锁。
7.根据权利要求6所述的噪声检测式能耗制动装置，其特征在于：当所述按钮SB2按下，且继电器KA的常闭触点闭合时，能耗制动电路中能耗制动接触器KM2的常开主触点和控制电路中能耗制动接触器KM2的常开触点均闭合实现自锁。
8.根据权利要求7所述噪声检测式能耗制动装置的使用方法，其特征在于，包括以下使用状态：
状态1：按下按钮SB1，主电路接通，电机启动，能耗制动电路处于断开状态；
状态1A：当电机转速低于低速阈值时，噪声传感器NS输出电压低于低压阈值，在噪声检测电路中，继电器KA处于得电状态，控制电路中继电器KA的常闭触点断开；
状态1B：当电机转速高于高速阈值时，噪声传感器NS输出电压高于高压阈值，在噪声检测电路中，继电器KA处于失电状态，控制电路中继电器KA的常闭触点闭合，能耗制动电路做好导通准备；
状态2A：在状态1A时按下SB2，则能耗制动电路不接通；
状态2B：在状态1B时按下SB2，主电路断开，能耗制动电路接通，电机开始制动，当电机转速低于低速阈值时，能耗制动电路断开。
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