基于电机监控保护系统的矿用电铲

370 编辑：中冶有色技术网来源：大连日牵电机有限公司

2023-12-22 14:57:40

权利要求书： 1.一种基于电机监控保护系统的矿用电铲，其特征在于，包括前端安装了转动臂(3)的电铲车身(1)，所述转动臂(3)的中部铰接了一个带有力臂的铲斗(4)，钢丝绳(5)的一端固定在电铲提升电机(2)输出端连接的绞盘(6)上，所述钢丝绳(5)的另一端绕所述转动臂(3)顶端的天轮(7)之后再与所述铲斗(4)上端的吊耳相连；

所述电铲车身(1)底部转动连接有车底盘(8)，所述车底盘(8)下部为履带轮组；

所述电铲提升电机(2)为直流电机；

所述的电机监控保护系统包括依次通过信号传输连接的传感器单元、数据处理单元和显示输入单元；

所述传感器单元由所述电铲提升电机(2)的电枢(9)上分别设置的电流传感器和电压传感器，以及直流电机的绕组(10)上设置的温度传感器共同组成；

所述数据处理单元由依次通过信号传输连接的信号处理部分、CPU处理部分、数据传输部分和故障信号点输出部分组成；

所述显示输入单元与所述CPU处理部分的显示输入单元通讯口信号连接；

其中，所述数据处理单元的数据传输部分包括：用于传输所述CPU处理部分输出信号至GPS远程通讯设备的GPS远程通讯接口；所述故障信号点输出部分包括传输所述CPU处理部分信号至外部控制器的I/O信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的基于电机监控保护系统的矿用电铲，其特征在于，所述信号处理部分接收所述传感器单元传输出检测信号。

3.根据权利要求1所述的基于电机监控保护系统的矿用电铲，其特征在于，所述CPU处理部分为DSP处理单元。

4.根据权利要求1所述的基于电机监控保护系统的矿用电铲，其特征在于，所述电流传感器为霍尔电流传感器。

5.根据权利要求1所述的基于电机监控保护系统的矿用电铲，其特征在于，所述电压传感器为霍尔电压传感器。

6.根据权利要求1所述的基于电机监控保护系统的矿用电铲，其特征在于，所述温度传感器为霍尔温度传感器。

说明书：一种基于电机监控保护系统的矿用电铲技术领域[0001] 本发明涉及矿用挖掘开采设备设施设计领域，更具体地说，涉及一种基于电机监控保护系统的矿用电铲。背景技术[0002] 目前我国和国外大部分露天矿山广泛采用直流电机作为传动系统的电铲，其控制回路大多采用电阻分压的方式作为闭环采样信号，导致电机控制数据的不精确，而且缺乏电机监控保护系统，导致电铲电机经常处在过压、过流或过温的状态下而不能被及时发现造成损坏。发明内容[0003] 本发明的目的是解决现有矿用电铲常常处于过压、过流或过温的状态下易发生损坏的问题。[0004] 为了达到上述目的，本发明提供一种基于电机监控保护系统的矿用电铲，包括前端安装了转动臂的电铲车身，所述转动臂的中部铰接了一个带有力臂的铲斗，钢丝绳的一端固定在电铲提升电机输出端连接的绞盘上，所述钢丝绳的另一端绕所述转动臂顶端的天轮之后再与所述铲斗上端的吊耳相连。所述电铲车身底部转动连接有车底盘，所述车底盘下部为履带轮组。所述电铲提升电机为直流电机。[0005] 所述的电机监控保护系统包括依次通过信号传输连接的传感器单元、数据处理单元和显示输入单元。所述传感器单元由所述电铲提升电机的电枢上分别设置的电流传感器和电压传感器，以及直流电机的绕组上设置的温度传感器共同组成。所述数据处理单元由依次通过信号传输连接的信号处理部分、CPU处理部分、数据传输部分和故障信号点输出部分组成。所述显示输入单元与所述CPU处理部分的显示输入单元通讯口信号连接。[0006] 其中，所述数据处理单元的数据传输部分包括：用于传输所述CPU处理部分输出信号至GPS远程通讯设备的GPS远程通讯接口；所述故障信号点输出部分包括传输所述CPU处理部分信号至外部控制器的I/O信号处理单元。[0007] 优选的是，所述信号处理部分接收所述传感器单元传输出检测信号。[0008] 优选的是，所述CPU处理部分为DSP处理单元。[0009] 优选的是，所述电流传感器为霍尔电流传感器。[0010] 优选的是，所述电压传感器为霍尔电压传感器。[0011] 优选的是，所述温度传感器为霍尔温度传感器。[0012] 本发明矿用电铲的优点是搭载了直流电机的电机监控保护系统，该电机监控保护系统采用高精度的霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、霍尔温度传感器和CPU处理部分所采用的高性能DSP处理单元配合的形式。这种监测方式能够实时且稳定的监控电铲直流电机的电流、电压和温度，出现异常情况及时报警并采取相应措施，解决了电铲在过压、过流或过温的状态下造成损坏的问题。附图说明[0013] 图1是本发明所述基于电机监控保护系统的矿用电铲的整体结构示意图。[0014] 图2是本发明所述基于电机监控保护系统的矿用电铲的电机内部结构放大示意图。[0015] 图3是本发明所述基于电机监控保护系统的硬件组成框图。[0016] 图4是本发明所述基于电机监控保护系统的控制逻辑框图。[0017] 其中：1、电铲车身，2、电铲提升电机，3、转动臂，4、铲斗，5、钢丝绳，6、绞盘，7、天轮，8、车底盘，9、电枢，10、绕组。1、电枢的电压，C1、电枢的电流，T1绕组的温度。具体实施方式[0018] 实施例：[0019] 如图1所示，本发明为一种基于电机监控保护系统的矿用电铲，包括前端安装了转动臂3的电铲车身1，所述转动臂3的中部铰接了一个带有力臂的铲斗4，钢丝绳5的一端固定在电铲提升电机2输出端连接的绞盘6上，所述钢丝绳5的另一端绕所述转动臂3顶端的天轮7之后再与所述铲斗4上端的吊耳相连。所述电铲车身1底部转动连接有车底盘8，所述车底盘8下部为履带轮组。所述电铲提升电机2为直流电机，直流电机为现有技术，其具体型号根据电铲需要进行选择即可。

[0020] 如图3所示，所述的电机监控保护系统包括依次通过信号传输连接的传感器单元、数据处理单元和显示输入单元。如图2所示，所述传感器单元由所述电铲提升电机2的电枢9上分别设置的电流传感器和电压传感器，以及直流电机的绕组10上设置的温度传感器共同组成；其中，所述电流传感器为霍尔电流传感器，所述电压传感器为霍尔电压传感器，所述温度传感器为霍尔温度传感器，用于采集电铲的直流电机的运行数据。如图3所示，所述数据处理单元由依次通过信号传输连接的信号处理部分、CPU处理部分、数据传输部分和故障信号点输出部分组成。所述信号处理部分接收所述传感器单元传输出检测信号。所述显示输入单元与所述CPU处理部分的显示输入单元通讯口(232或者485)通过信号连接；所述显示输入单元为液晶显示屏。所述CPU处理部分为DSP处理单元。如图4所示，其中，所述数据处理单元的数据传输部分包括：用于传输所述CPU处理部分输出信号至GPS远程通讯设备的GPS远程通讯接口(如果有远程需要，可以根据通讯协议可通过软件修改)；所述故障信号点输出部分包括传输所述CPU处理部分信号至外部控制器的I/O信号处理单元。[0021] DSP(数字处理系统)处理单元为了解决直流电机过压、过流或过温的状态下而不能被及时发现造成损坏的技术问题设计的，如图4的框图中的DSP处理单元所示，包括接收经规格化(运算放大电路)处理的电压、电流和温度信号的A/D转换模块，滤波模块和报警模块。即数据处理模块接收经过运算放大电路规格化处理电机电流传感器、电压传感器和温度传感器信号进入A/D转换电路、滤波模块处理数据与显示输入单元输入的报警极限参考值相比较，如果发现数据异常，输出报警信息，和两路报警信号，一路可以根据客户的要求通过I/O信号处理单元联锁控制回路，一路可接报警指示灯或蜂鸣装置。[0022] 工作原理：霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和霍尔温度传感器的输出模拟量信号进数据DSP处理单元，DSP处理单元经过运算采样电路进到A/D转换电路和滤波模块进行数据处理，处理后的数据和显示输入单元进行比对并实时通讯(保留选程GPS通讯接口)，实现电机实时运行数据在液晶屏上显示。通过在液晶显示屏上的键盘设置报警极限值。液晶屏(液晶显示输入电路装置)，放置于司机室，用于和信号处理系统通讯，显示电机实时数据和输入报警值。[0023] 精度≤1％的高性能霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、霍尔温度传感器作为电机数据采集元件、以高性能的DSP为CPU的数字电路作为数据处理单元、宽屏液晶电路作为显示和输入保护值参数单元。实时监测电机实际运行数据、数据监测异常输出报警信号、可根据实际要求输入报警保护值，操作方便可靠。[0024] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。