一种制动器用推动器控制器的制作方法

本实用新型属于制动器领域，特别涉及一种制动器用推动器控制器。

背景技术：

目前皮带运输机、提升机等长时间连续运行设备上使用了大量的电力液压鼓式和盘式制动器，此类设备一般连续工作时间都达几十小时，甚至几百小时，因此对设备所使用的推动器寿命影响很大。

2014年7月2日公开的CN102062168B号专利文件中披露了一种“制动器用的一种推动器”，该推动器是由电动机、液压泵、液压缸和电磁装置组成。制动器松闸时首先由电机带动液压泵驱动液压缸打开制动器（松闸），再由低能耗的电磁装置保持制动器松闸状态并将电机停止工作，这样既节能又降低设备温升，同时还避免温升和机构运转带来的一系列附加影响。

为了控制制动器的工作，设计了制动器控制器，现有的制动器用推动器控制器存在以下不足：

第一，采用常规的继电控制方式，即采用继电器接触器、中间继电器等低压电气元件来控制电动机和电磁铁线圈的工作，当需要（或不需要）电动机工作时，则接通（或断开）电动机所在的回路；当需要（或不需要）电磁铁工作时，则接通（或断开）电磁铁线圈所在的回路，需要通过手动进行多次切换，才能实现电动机与电磁铁的协同工作，同时体积大、现场安装麻烦。

第二，没有考虑对电磁铁线圈进行过流和欠压保护。

第三，虽然采用了位置开关用以检测推杆的位置，但当推杆出现复位时，控制器并不能自动控制电动机工作以确保制动器处于松闸状态，而是需要人工判别并进行手动切换。

第四，没有对电磁铁线圈的供电回路采取稳压措施，在电网电压变化时不能保持恒定的输出电压，影响电磁铁吸持力和节能效率。

第五，抵抗电网尖峰脉冲能力差，容易损坏整流器、破坏电磁铁线圈的绝缘强度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种制动器用推动器控制器，能够自动控制执行制动器的整个工作过程，当电磁铁线圈出现过流、欠压现象、推杆出现异常复位现象时能够自动控制电动机工作、电磁铁线圈断电，同时还具备稳压、抗浪涌能力。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种制动器用推动器控制器，包括电源模块，其结构特点是还包括第一驱动模块、第二驱动模块和控制模块，电源模块的第一输出端通过第一驱动模块与推动器的电动机电连接，电源模块的第二输出端通过第二驱动模块与推动器的电磁铁线圈电连接；控制模块的第一控制端通过第一驱动模块与电动机电连接，控制模块的第二控制端通过第二驱动模块与电磁铁线圈电连接。

借由上述结构，当控制器得电后，电源模块立即输出系统所需的各类电源，控制模块第一控制端立即控制第一驱动模块接通电动机电源，使电动机工作，同时控制模块第二控制端控制第二驱动模块接通电磁铁线圈电源，使电磁铁工作。延迟一定时间后，控制模块第一控制端控制第一驱动模块断开电动机电源，使电动机停止工作，实现制动器打开；控制器断电后，电磁铁电源立即断开，制动器闭合。

可见，本实用新型能够自动控制制动器的整个工作过程，操作非常简单。

进一步地，所述第一驱动模块包括第一驱动管和板载继电器，板载继电器包括继电器线圈和常开的继电器触点，所述控制模块包括延时控制单元和或门；电源模块的第一输出端通过继电器触点与推动器的电动机电连接，延时控制单元的第一输出端经过或门与第一驱动管的控制端电连接，第一驱动管与继电器线圈串接于电源模块的第二输出端与地之间。

借由上述结构，控制模块的延时控制单元得电即输出高电平，或门也输出高电平驱动第一驱动模块的第一驱动管工作，第一驱动管接通继电器线圈，从而继电器触点闭合，推动器电动机得电开始工作，驱动推动器的推杆上升，实现制动器的松闸功能。同时控制模块第二控制端控制第二驱动模块接通电磁铁线圈电源，使电磁铁工作。延时控制单元经过延时时间后输出低电平，或门输出低电平，第一驱动管关断，继电器线圈失电，继电器触点断开，电动机停止工作，推动器进入节能工作模式，仅依靠电磁铁保持制动器松闸状态。

进一步地，所述第二驱动模块包括第二驱动管和采样电阻，所述控制模块还包括放大器、过流比较器、第一故障保持电路和或非门，电源模块的第二输出端依次通过推动器的电磁铁线圈、第二驱动管、采样电阻与地相接；采样电阻的一端与放大器的同相输入端电连接，采样电阻的另一端与放大器的反相输入端电连接，放大器的输出端与过流比较器的同相输入端电连接，过流比较器的输出端依次通过第一故障保持电路和或非门与第二驱动管的控制端电连接。

借由上述结构，控制模块的延时控制单元得电即输出高电平，或门也输出高电平驱动第一驱动模块的第一驱动管工作，第一驱动管接通继电器线圈，从而继电器触点闭合，推动器电动机得电开始工作，驱动推动器的推杆上升，实现制动器的松闸功能。同时，控制模块得电瞬间，由于采样电阻处的电流值为0，因而过流比较器输出低电平、第一故障保持电路输出低电平、或非门输出高电平，从而驱动第二驱动管工作，第二驱动管接通电磁铁线圈，使得推动器依靠电磁铁保持制动器松闸状态。延时控制单元经过定时时间后输出低电平，或门输出低电平，第一驱动管关断，继电器线圈失电，继电器触点断开，电动机停止工作，推动器进入节能工作模式，仅依靠电磁铁保持制动器松闸状态。可见，本实用新型能够自动控制制动器的整个工作过程，操作非常简单。此外，采样电阻能够对电磁铁线圈提供一级过流保护。若采样电阻采集到的电磁铁线圈所在支路的电流值超过过流保护阈值，则过流比较器输出高电平，第二故障保持电路始终输出高电平至或非门，继而或非门输出低电平，第二驱动管关断，电磁铁线圈失电，电磁铁不工作，能够保护电磁铁和提高制动器工作的可靠性。

进一步地，所述控制模块还包括复位比较器和第二故障保持电路，所述延迟控制单元包括定时器、隔离电路、反向器和与门，定时器的输出端与隔离电路的输入端电连接，隔离电路的第一输出端与或门电连接，隔离电路的第二输出端通过反向器与与门的第一输入端电连接，推动器位置开关的电压检测端与与门的第二输入端电连接，与门的输出端与复位比较器的同相输入端电连接，复位比较器的输出端与第二故障保持电路电连接，或门的输入端、或非门的输入端均与第二故障保持电路的输出端电连接。

借由上述结构，采集到位置开关的电压信号并经复位比较器复位后输入第二故障保持电路，当出现推杆异常复位现象时，复位比较器输出高电平，第二故障保持器持续输出高电平至或门和或非门，故或门输出高电平、或非门输出低电平，从而电动机工作、电磁铁不工作。可见，在推杆出现异常复位现象时，本实用新型能够自动控制电动机工作、电磁线圈断电，提高了制动器工作的可靠性。

进一步地，第一故障保持电路的输出端还与或门的输入端电连接。

借由上述结构，若采样电阻采集到的电磁铁线圈所在支路的电流值超过过流保护阈值，则过流比较器输出高电平，第二故障保持电路持续输出高电平至或门和或非门，继而或门输出高电平、或非门输出低电平，从而电动机工作、电磁铁不工作。可见，在电磁铁线圈出现过流现象时，本实用新型能够自动控制电动机工作、电磁线圈断电，提高了制动器工作的可靠性，保护了电磁铁。

作为一种优选方式，所述电源模块包括三相电源、变压器、第一整流滤波器和第二整流滤波器，三相电源的第一输出端通过接触器触点与电动机电连接，三相电源的第二输出端与变压器的输入端电连接，变压器的第一输出端通过第一整流滤波器与电磁铁线圈电连接，变压器的第二输出端通过第二整流滤波器与控制模块电连接。

借由上述结构，只需接入三相电源即可对本实用新型统一供电。

进一步地，所述第一整流滤波器与电磁铁线圈之间还串接有自恢复保险丝和/或第一稳压器。

自恢复保险丝对电磁铁线圈提供二级过流保护。

第一稳压器对电磁铁线圈提供三级过流保护。同时还能保证电源模块对电磁铁线圈提供恒定的输出电压，确保电磁铁的吸持力和节能效率。

进一步地，所述第一稳压器与电磁铁线圈之间还接有电压采样电路，所述控制模块还包括欠压比较器，电压采样电路的输出端与欠压比较器的反相输入端电连接，欠压比较器的输出端与第二故障保持电路的输入端相连。

借由上述结构，若第一稳压器输出的电压过低，则欠压比较器输出高电平，第二故障保持电路持续输出高电平至或门和或非门，继而或门输出高电平、或非门输出低电平，从而电动机工作、电磁铁不工作。可见，在出现欠压现象时，本实用新型能够自动控制电动机工作、电磁线圈断电，提高了制动器工作的可靠性。

进一步地，所述第二滤波整流器与控制模块之间还接有第二稳压器。

第二稳压器保证电源模块对控制模块提供恒定的输出电压。

进一步地，所述三相电源与变压器之间还接有浪涌保护器。

浪涌保护器能够抵抗电网尖峰脉冲，保护电气器件。

与现有技术相比，本实用新型结构紧凑，能够与推动器一体式安装，能够自动控制执行制动器的整个工作过程，当电磁铁线圈出现过流、欠压现象，推杆出现异常复位现象时能够自动控制电动机工作、电磁铁线圈断电，同时还具备抗浪涌能力，工作可靠性高，使用寿命长，降低了整体成本。

附图说明

图1为本实用新型电路原理方框图。

图2为本实用新型电路原理图。

图3为延时控制单元的结构示意图。

图4为本实用新型整体安装示意图。

图5为图4的左视图。

其中，A为电源模块，B1第一驱动模块、B2第二驱动模块和C控制模块，D为LED显示模块；101为三相电源，102为浪涌保护器，103为继电器触点，104为变压器，105为第一整流滤波器，106为第一稳压器，107为电压采样电路，108为自恢复保险丝，109为第二整流滤波器，110为第二稳压器，111为欠压比较器，112为继电器线圈，113为或门，114为第二故障保持电路，115为异常复位比较器，116为延时控制单元，117为第二驱动管，118为或非门，119为第一故障保持电路，120为过流比较器，121为放大器，122为采样电阻，123为第一驱动管，124为电动机，125为电磁铁线圈，126为位置开关，1161为定时器，1162为隔离电路，1163为反向器，1164为与门。

具体实施方式

本实用新型是一种电力液压鼓式和盘式制动器用推动器控制器。如图1至图3所示，本实用新型制动器用推动器控制器包括电源模块A、第一驱动模块B1、第二驱动模块B2和控制模块C，电源模块A的第一输出端通过第一驱动模块B1与推动器的电动机124电连接，电源模块A的第二输出端通过第二驱动模块B2与推动器的电磁铁线圈125电连接；控制模块C的第一控制端通过第一驱动模块B1与电动机124电连接，控制模块C的第二控制端通过第二驱动模块B2与电磁铁线圈125电连接。

所述第一驱动模块B1包括第一驱动管123和板载继电器，板载继电器包括继电器线圈112和常开的继电器触点103，所述控制模块C包括延时控制单元116和或门113；电源模块A的第一输出端通过继电器触点103与推动器的电动机124电连接，延时控制单元116的第一输出端经过或门113与第一驱动管123的控制端电连接，第一驱动管123与继电器线圈112串接于电源模块A的第二输出端与地之间。

所述第二驱动模块B2包括第二驱动管117和采样电阻122，所述控制模块C还包括放大器121、过流比较器120、第一故障保持电路119和或非门118，电源模块A的第二输出端依次通过推动器的电磁铁线圈125、第二驱动管117、采样电阻122与地相接；采样电阻122的一端与放大器121的同相输入端电连接，采样电阻122的另一端与放大器121的反相输入端电连接，放大器121的输出端与过流保比较器120的同相输入端电连接，过流比较器120的输出端依次通过第一故障保持电路119和或非门118与第二驱动管117的控制端电连接。

具体地，第一驱动管123和第二驱动管117均为N沟道MOS管，或门113的输出端与第一驱动管123的门极相连，第一驱动管123的漏极通过继电器线圈112与电源模块A相接，第一驱动管123的源极接地。或非门118的输出端与第二驱动管117的门极相连，第二驱动管117的漏极通过电磁铁线圈125与电源模块A相接，第二驱动管117的源极通过采样电阻122接地。

所述控制模块C还包括复位比较器115和第二故障保持电路114，所述延迟控制单元包括定时器1161、隔离电路1162、反向器1163和与门1164，定时器1161的输出端与隔离电路1162的输入端电连接，隔离电路1162的第一输出端与或门113电连接，隔离电路1162的第二输出端通过反向器1163与与门1164的第一输入端电连接，推动器位置开关126的电压检测端与与门1164的第二输入端电连接，与门1164的输出端与复位比较器115的同相输入端电连接，复位比较器115的输出端与第二故障保持电路114电连接，或门113的输入端、或非门118的输入端均与第二故障保持电路114的输出端电连接。

第一故障保持电路119的输出端还与或门113的输入端电连接。

所述电源模块A包括三相电源101、变压器104、第一整流滤波器105和第二整流滤波器109，三相电源101的第一输出端通过继电器触点103与电动机124电连接，三相电源101的第二输出端与变压器104的输入端电连接，变压器104的第一输出端通过第一整流滤波器105与电磁铁线圈125电连接，变压器104的第二输出端通过第二整流滤波器109与控制模块C电连接。

所述第一整流滤波器105与电磁铁线圈125之间还接有自恢复保险丝108。

所述第一整流滤波器105与电磁铁线圈125之间还接有第一稳压器106。

所述第一稳压器106与电磁铁线圈125之间还接有电压采样电路107，所述控制模块C还包括欠压比较器111，电压采样电路107的输出端与欠压比较器111的反相输入端电连接，欠压比较器111的输出端与第二故障保持电路114的输入端相连。

所述第二滤波整流器与控制模块C之间还接有第二稳压器110。

所述三相电源101与变压器104之间还接有浪涌保护器102。

本实用新型还包括LED显示模块D。

本实用新型电源模块A电源电路将输入的三相380VAC电源变换为3路输出，其中第一路为推动器电动机124的三相380VAC动力电源，第二路为电磁铁提供稳定的24VDC动力电源，第三路为控制模块C、驱动模块、LED显示模块D提供稳定的12VDC控制电源。

第一驱动模块B1和第二驱动模块B2分别驱动推动器电动机124和维持推出状态的电磁铁线圈125部分。

控制模块C首先控制推动器电动机124工作、驱动制动器松闸，同时接通推动器电磁铁线圈125来保持推动器的推出状态，经延时控制单元116定时后停止推动器电动机124。

控制模块C分别采样24VDC电压和推动器电磁铁线圈125电流以及推动器位置开关126信号，一旦检测出现过流、复位以及欠压时自动切换为推动器电动机124运行，同时关断第二驱动电路。LED显示模块D对控制器内电源模块A、控制器运行和故障等状态进行显示。

如图4和5所示，本实用新型制动器用推动器控制器采用全PCB板设计，电源、控制、驱动和LED显示等电路全集中在一个控制盒内，控制盒与推动器一体式安装，结构紧凑，电磁铁与电动机124之间为本实用新型推动器控制器。

本实用新型有节能工作和故障工作两种模式。

在节能工作模式下：控制器得电后电源立即提供系统所需的各类电源，控制模块C控制驱动电路驱动推动器电动机124工作实现推动器推出状态，同时还控制推动器电磁铁线圈125得电实现推动器保持推出状态，控制模块C自动延时（一般2~3S）后将推动器电动机124停止工作，推动器进入节能工作模式。

在故障工作模式下：控制模块C实时采样、监测24VDC电压和推动器电磁铁线圈125电流以及推动器位置开关126信号，一旦检测出现过流、复位以及欠压时自动保持故障状态，控制器自动进入故障工作模式：立即驱动推动器电动机124工作、保持推动器推出状态，关断推动器电磁铁电源以保护相关电路。

具体地，三相电源101输入到电源模块A后通过继电器触点103直接为推动器电动机124输出一组380VAC动力电源，另经浪涌保护器102进行尖峰脉冲消除后，再通过变压器104进行隔离和降压。变压器104再分别输出两路电压，一路经过第一整流滤波器105和第一稳压器106后，输出恒定的24VDC电压，作为推动器电磁铁的电源电压；另一路经过第二整流滤波器109和第二稳压器110后，输出恒定的12VDC电压，作为控制器的控制电源。

控制模块C中延时控制单元116得电后输出高电平，或门113也输出高电平驱动第一驱动管123，第一驱动管123控制继电器线圈112得电，继电器触点103吸合，驱动推动器电动机124工作，推动器电动机124驱动推杆实现制动器松闸功能。控制模块C得电后，或非门118得电输出高电平，从而驱动第二驱动管117控制电磁铁线圈125得电，实现推动器保持制动器松闸状态功能。延时控制单元116定时时间(一般2~3S)后输出低电平，或门113控制推动器电动机124停机，推动器进入节能工作模式。

电源模块A输出的24V电压经过电压采样电路107后产生电压异常检测信号，该信号输出到控制模块C中的欠压比较器111，该信号经欠压比较器111与电压异常阈值进行比较,一旦检测到的电压信号低于基准信号则输出电压异常信号。

24V电压经过电压采样电路107、自恢复保险丝108、电磁铁线圈125、第二驱动管117后到达取样电阻。取样电阻对流经电磁铁线圈125的电流进行取样，电流取样信号经放大器121放大后输出到过流比较器120，过流比较器120将放大后的电流信号与基准值进行比较，一旦电流信号高于基准值则产生过流故障信号，同时实现一级过流保护功能，将线圈电流限制在0.7~0.8A范围内。

电源模块A中的自恢复保险丝108利用自恢复特性进行二级过流保护，将线圈过流限制在1.0~1.2A范围内，并作为初级过流保护冗余；电源模块A中第一稳压器106利用芯片自带的过流保护进行三级过流保护，将极限电流限制在2.5A以内，预防前级失效或过高短路电流对电源冲击并保障系统能正常工作。

位置开关126所产生的位置信号经过延时控制单元116延时后产生复位比较信号，该信号经异常复位比较器115与基准信号进行比较，一旦电压高于基准电压则产生异常复位故障信号。

过流故障、欠压故障和异常复位故障任意信号发生时，均通过相对应的第一故障保持电路119、第二故障保持电路114变换为持续输出的故障信号，同时本实用新型进入故障工作模式。或门113立即输出高电平驱动推动器电动机124持续工作确保制动器松闸状态；或非门118则输出低电平，关断电磁铁线圈125工作回路，从而保障控制器安全运行。

所述的推动器控制器在LED状态显示下：控制器盒体盖板上采用φ22的LED指示灯，对控制器电源模块A、控制器运行和故障状态进行状态指示；控制器内部PCB板上采用φ3的LED发光管，对控制器24VDC电源、12VDC控制电源、推动器推出状态、过流故障状态和异常状态灯进行指示，方便设备检修。

其中延时控制单元116的工作原理为：控制器得电后，定时器1161输出高电平，经隔离电路1162进行隔离后变换为两路信号输出，其中一路输出到或门113，另一路信号经反相器反相后变为低电平，此时位置开关126未动作，其常闭点输出高电平到与门1164中，与门1164输出低电平至复位比较器115，复位比较器115输出低电平、第二故障保持电路114持续输出低电平至或门113与或非门118，故或门113输出低电平、或非门118输出高电平，从而电动机124不工作、电磁铁工作。

当定时时间到达后，定时器1161输出低电平，隔离电路1162输出低电平至或门113；而反相器则输出高电平，位置开关126因推动器打开后常闭点动作（断开），输出低电平，则与门1164同样输出低电平；一旦位置开关126未能动作或因电磁铁吸持不住导致推动器复位导致其输出高电平，则与门1164输出高电平至复位比较器115的同相输入端。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。