电瓶叉车控制器制造技术

一种电瓶叉车控制器，由光电数控型信号产生器接收和发送对运行电机调速指令、由双单稳态触发器和逻辑控制门组成的键控振荡器提供定频调宽的激励控制信号，由多只功率场效应管并联组成的特制功率模块作功率执行器件并通过实时逻辑控制系统和逻切换执行机构分别串联于走行与油泵电机回路。从而实现：电路中接触器主触点的无火花切换；脚刹车断电保护、零位保护以及电瓶欠电压自动提示；并且能对走行电机实施数控调速、对油泵电机实施全电压启动和停止的键控方式。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术方案属于一种电瓶叉车直流电机控制装置。迄今为止，在电瓶叉车上对直流电动机工况进行控制，有两种方法一是在其输出回路中串联可变电阻箱的方法，这是长期以来普遍采用的方法，它是以大功率电阻逐段切除的方式来改变电动机输入或励激功率的大小，这种方法能量损耗和电阻发热问题严重，同时，在切换触点处产生电弧，不仅给维护运行带来困难，而且不能在易燃易爆的场所使用；另一种是所谓逆变可控硅控制器法(即SCR法)，这是一种较为先进的方法，它是采用控制可控硅的开关时间比来调节平均输出电压，该法由于功率器件的关断不易控制，失控现象频繁，加之元件成本高，且需增设交直流逆变装置，故推广应用受到一定限制。在工业设施中的各种直流电机拖动系统或一般电动交通工具的调节控制系统中，近年来出现一种新型调节控制方法，即由功率场效应晶体管并联组成的大功率开关来调节控制电机工况的方法，文献CN1005230B公开的一种以蓄电池作动力的交通工具的牵引电机控制系统的技术方案，即属此类，它是以压控模拟的控制方式通过改变一个可变电阻上的电压模拟量的大小去控制输出频率或输出电压的模拟量，再去和一个设定的电压信号通过比较器进行比较，以改变输出电压波形的占空比，通过功率开关改变直流电机上的平均电压达到调速的目的。这样的方案将其直接应用于电瓶叉车，则暴露出许多不足之处。因为电瓶叉车是一种运行速度极低(上限不超过13KM／h)而液压动力电极启动瞬态电流很高(600A以上)的装卸机械、直径很小的实心车轮面临作业场所的复杂路面状态，其克服障碍和防振动能力很差，在叉取货物时，对运行的车辆前进的阻力使走行电机内部产生瞬时堵转电流，加之两台直流电机运行工况改变频繁等等诸多因素，都会给控制系统提出更高的要求，尤其是以下两点不容忽视其一，作为普通电动车辆，调速用电阻器与脚踏板机械联动，因操作频繁引起机械接触磨损严重；其二，是工作频率偏高，有的高达10KHZ以上，功率执行器件在一个运行工况改变频繁、电机瞬态电流大的感性负载电路中工作时，其开关的损耗、截止期的瞬态电压的影响、电路的实际关断时间以及电路本身可能产生的尖峰干扰等造成的不利影响等等不利因素，都应认真对待。本技术方案的目的是提供一种用功率场效应晶体管模块作大功率开关，以定频调宽的低频控制方式和实时逻辑控制系统构成一个光电数控型电瓶叉车控制器以克服已知技术的缺陷。本技术方案所述电瓶叉车控制器具有如下的特征第一、该电瓶叉车控制器有一套光电数控型指令信号产生和发送装置，它由光电发射管及其工作电路、光电接收管及其工作电路、光电码轮及其操动机构所组成，其结构形式是由一个主传动轴带动一组齿轮传动系统，来驱动控制一只位于光电发射管与光电接收管之间，光电码轮盘转动。第二、该电瓶叉车控制器有两个基准工作频率激励脉冲信号产生器，各由一只自激振荡器和他激单稳态多谐振荡器构成，一个控制叉车液压动力电机，另一个用于走行电机的调速控制，该走行电机调速控制信号产生器，其中自激振荡器控制振荡频率，他激单稳态多谐振荡器的阻容定时回路与一个四位二进制数字信号处理电路的摸拟开关输出端的一组不同阻值的电阻分别串接，通过电阻值来改变控制输出脉宽；两激励脉冲信号产生器分别与两只逻辑控制门组成键控振荡器，激励脉冲信号的有、无，取决于两控制门的逻辑状态、两振荡器通过一组转换开关的切换分别接入大功率开关(电瓶叉车控制器功率执行器件)的激励控制极(功率场效应晶体管的G极)回路中；第三、该电瓶叉车控制器的大功率开关(即功率执行器件)是由多只功率场效应晶体管并联组成的功率模块，该模块通过电路中接触点的逻辑换换，分别与走行或液压动力电机串联；两台电机共用一只续流二极管，与两台电机反向并联；第四、该电瓶叉车控制器还装有由一系列逻辑控制门和驱动器电路以及逻辑指令执行开关和切换接触器机构组成的实时逻辑控制系统和执行机构。附图给出本技术方案的具体实施例。附图说明图1，是本实施例电联接结构组成图；图2、是本实施例电路原理示意图；图3、是图2中P点激励电压波形图；图4、是本实施例大功率模块结构平面示意图；图5、是本实施例大功率模块外形横断面主视图；图6、是本实施例大功率模块外形横断面俯示图；图7、是本实施例元器件总装配示意图8、是图7中控制盒〔DK－18〕结构示意图。本实施例所述电瓶叉车控制器总体结构包括1、一个壳体结构经过特殊设计的四十只TMOS功率MOSFET并联重合后组成的超大功率模块作本电瓶叉车控制器的功率执行器件。2、将一整套微功耗CMOS数字电路选用作本实施例的控制电路器件，使电路得以进一步优化，具体构成方式是一个光电型数字信号发送装置，调速信号来自由四对红外光电管通过光电码轮不同转角的变化而产生相应的四位二进制信号A、B、C、D。此信号加到单十六路模拟开关CD4067BE型集成块，IC4的地址输入端，其十六个IN／OuT端分别接十六只不同阻值的电阻，电阻的另一公共端接VDD电源，模拟开关输出信号自一脚输出。两块双单稳态触发器CD4098BE型集成块IC1和IC3分别用于控制走行和油泵电机，一块四2输入端与非门CD4011BE型集成块IC3，其中的两个门与IC1和IC2构成键控振荡器。IC1和IC2各自内部的一个单稳态触发器控制振荡频率，另一个单稳态触发器控制输出脉宽，本控制器采用定频调宽方式，而振荡器的起振与否决定于控制门J1和J2的逻辑状态，即所谓“键控”的原理。一块二4输入端与门MC14082B型集成块IC5和一块七段LED驱动器MC1413P型集成块IC6以及IC3的另外两个门组成本控制器操作过程的实时逻辑控制系统。3、由两只TMOS场效应管T1和T2分别控制走行和油泵电机接触器线圈。功率模块的激励电压由T3提供，其输出端通过接触器主触头的切换，可分别串入到走行电机和油泵电机的电源电路中去。4、由集成电路稳压电源CW7815提供＋15V控制器工作电源。如图1所示，本实施例走行电机的调速控制信号是由八只3CG型晶体管T4－T11组成的缓冲放大级输出至相应的控制电路。也可以将T4－T11用一块集成电路，如四位锁存D型触发器代替。本实施例走行电机调速控制电路由IC1和IC4组成，IC4接受光控码盘产生的数字信号，对每组四位二进制数字信号，IC4与之相应的电子开关接通。将相应的电阻接入IC1的定时电路中，而IC1的振荡定时元器件由C和IC4输出端的不同电阻组成。以构成不同值的R·C时间常数，改变输出激励脉冲信号的占空比，达到走行电机调速的目的。本控制器调速方法系采用固定振荡电容C，改变电阻来达到调速的目的。除此而外，当然也还可以采用固定电阻R，改变电容C的方法；或者不用光电数控系统，而在IC1的振荡阻容元件上直接施加控制，不过这将随之带来如下弊端一是电阻器的机械磨损造成的接触不良；二是电容器介质的损耗、结构的坚固性和容量的稳定性带来的影响，这都应认真考虑。本实施例所述电瓶叉车控制器，由图2给出了它的电路元器件联接方式，其中由四对红外光电管(D4～D11)，四位光电码轮(ML)、四位二进制数字信号发生器(MS)和模拟开关(MK)组成一个对基准工作频率进行定频调宽的装置；由两只双单稳态触发器分别作成的走行电机控制振荡电路(ZX)和油泵电机控制振荡电路〔BX〕及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电瓶叉车控制器，由走行电机和油泵电机功率执行器件及其激励控制电路和操动机构组成，其特征在于：Ａ、本电瓶叉车控制器有一套光电数控型指令信号产生和发送装置，它由光电发射管及其工作电路、光电接收管及其工作电路、光电码轮及其操动机构所组成， 其结构形式是；由一个主传动轴带动一组齿轮传动系统来驱动控制一只位于光电发射管与光电接收管之间的光电码轮盘转动；Ｂ、本电瓶叉车控制器有两个基准工作频率激励脉冲信号产生器，各由一只自激振荡器和他激单稳态多谐振荡器构成，其中一个控制叉车的液压 动力电机，另一个用于走行的调速控制，该走行电机的调速控制信号产生器中的自激振荡器用于控制振荡频率，而其中他激单稳态多谐振荡器的阻容定时电路与一个四位二进制数字信号处理电路的模拟开关输出端一组不同阻值的电阻分别串联，通过电阻值的转换来控制输出脉冲宽度；两激励脉冲信号产生器分别与两只逻辑控制门组成键控振荡器，激励脉冲信号的有无取决于两控制门的逻辑状态，两振荡器通过一组转换开关的切换分别接入大功率开关的激励控制极回路中；Ｃ、本电瓶叉车控制器的大功率开关是由多只功率场效应晶体管并 联组成的功率模块，该模块通过电路中接触器触点的逻辑切换，分别与走行或液压动力电机串联；两台电机共用一只续流二极管，该续流二极管与两台电机反向并联；Ｄ、本电瓶叉车控制器还装有由一系列逻辑控制门和驱动器电路，以及逻辑指令执行开关和切换接触器 机构组成的实施逻辑控制系统和执行机构。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张曙光，
申请(专利权)人：南京铁路分局镇江站，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]