[发明专利]一种利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置

说明书

技术领域

本发明涉及数控惯导测试设备技术领域，尤其涉及一种利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置。

背景技术

电动运动控制系统的应用非常广泛，如转台、电梯、机器人等，其运行安全性也越来越受到重视。一般的电动运动控制系统一般包括：控制器、驱动器、电机、机械结构、位置检测装置，通过闭环控制原理完成需要的各种类型运动，如点到点定位运动，速率运动，摇摆运动等。由于闭环运动控制系统的特性受到诸如负载特性、控制算法以及部件失效等不确定因素的影响，不可避免地会出现设备失控的现象，因此电动控制系统的安全保护机制对于系统的正常运行和承载物的安全是必要的；

现有的安全保护检测机制一般包括多级电气限位检测和各种故障信号检测，都是通过断开闭环系统、切断电源来实现，如果转动部件惯量很大，在高速失控后动能很大，在自由运动状态下，遇到机械限位装置会产生很大的冲击力，如果不及时对其进行制动往往会将机械限位破坏，进而造成转台线缆及被试产品的损坏，而且这些检测都以整个系统可靠运行为前提，一旦系统不稳定安全保护检测机制就可能失效；

对于独立于系统的安全保护措施一般为机械式电磁抱闸。电磁抱闸有其明显的局限性，比如磨损，运动冲击大及结构复杂、重量增加等。一方面，由于机械磨损的原因电磁抱闸的制动效果随着时间的推移会有变化，另一方面，对一些大型紧凑的结构框架安装电磁离合装置往往比较困难，甚至是不可能的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置，包括控制系统，所述控制系统包括频压变换电路、PLC控制器、制动联锁电路、驱动器、电机和位置传感器，所述驱动器的输出端和制动联锁电路的输入端电性连接，所述制动联锁电路的输出端和电机的输入端电性连接，所述电机的输出端和位置传感器的输入端电性连接，所述位置传感器的输出端和频压变换电路的输入端电性连接，所述频压变换电路的输入端和PLC控制器电性连接，所述PLC控制器的输出端和制动联锁电路的输入端电性连接。

优选地，所述PLC控制器为可编程逻辑控制器。

优选地，所述电机为电动和发电双用电机。

优选地，所述PLC控制器的输入端和频压变换器的输出端电性连接。

本发明中利用可编程逻辑控制器（PLC）接收实时速率信号和限速设定信号，通过比较后输出数字量逻辑开关信号；制动联锁电路可将电动机置于能耗制动状态，从而实现电动机超速后自动迅速停止运行的保护功能，数字脉冲形式的位置编码信号包含旋转编码器、光栅、磁栅等位置传感器输出的正交方波增量式编码信号，频率范围为0-20MHz。速率检测模块采用频压变换原理将编码信号转换为实时速率信号，为0-10V模拟信号，利用通用可编程逻辑控制器（PLC）接收速率信号转换生成的0-10V模拟信号，同时接收现场可调的限速设定模拟信号，实现实时速率信号和限速设定信号的接收和逻辑处理，具有高可靠性和灵活性，制动联锁电路使电机在电动机和发电机两种状态之间的切换，并依靠互斥原理排除两种状态同时出现的可能性，能够明显减小制动距离，并可量化制动距离，该发明利用电动机的可逆原理产生制动力矩，提供了一种能够有效地控制制动距离，在转台出现超速的非正常状态，在短距离内立即使运动轴制动的利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置，一方面保护装置结构尺寸小、重量轻，免维护；另一方面也可使制动平缓，减小运动冲击，从而避免机械结构因受大的冲击受损或特性发生变化。本发明主要由三部分组成，即：速率检测模块，超速判定模块和能耗制动模块。

附图说明

图1为本发明提出的一种利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置的连接框图；

图2为本发明提出的一种利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置的速率检测模块的原理框图；

图3为本发明提出的一种利用能耗制动实现转台超速保护的安全装置的联锁保护电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。