48v串励叉车牵引电机控制器的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  1

专利名称:48v串励叉车牵引电机控制器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种48V串励叉车牵引电机控制器。
背景技术
随着电动叉车事业的快速发展,电动叉车的型号也随之迅猛发展,对于48V串励牵引叉车来说,虽然它的牵引电机都是48V串励电机,但由于叉车型号的不同,所选用的电机型号也不同,这样对控制器的控制参数要求也随之不同。因此,为了与不同车型的48V串励叉车相匹配,目前同类产品因参数的不同而出现了多种型号的牵引电机控制器(如图3所示),虽然满足了各种车型的基本牵引控制要求,但也存在以下几个严重不足之处:I)控制器参数无法在线修改,所以需要生产多种参数类型的控制器以满足不同车型的需求。这将不利于控制器的标准化生产及规模生产;2)控制器出现故障时,不能及时了解故障类型,不利于故障排查及控制器维修;3)电机的外部供电电路不受控制器控制,只受外部开关控制,所以当控制器内部的控制电机电压的开关管短路时,电池电压将直接加到电机上,如果不及时将方向开关,座位开关及钥匙开关断开,电机将全速运行,容易导致事故的发生;4)电机转动方向不受控制器控制,所以换向时,电机换向速度不受控制,会非常迅速,给驾驶员带来不舒服感。

实用新型内容本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处,提供一种48V串励叉车牵引电机控制器,以使得能够在线修改控制器参数、实现控制器的通讯,调速,保护,及状态指示等功能。本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。48V串励叉车牵引电机控制器,其结构特点是,包括主控芯片,所述主控芯片上设置有串行通信口、开关量输入口、模拟量输入口、故障状态输出口、PWM信号输出口和用于连接主接触器和方向接触器的开关量输出口 ;所述方向接触器包括前进接触器和后退接触器;所述串行通信口通过RS232总线与外部编程器或者控制计算机相连接;所述开关量输入口包括用于控制前进接触器以使叉车前进的前进控制端口、用于控制后退接触器以使叉车后退的后退控制端口、用于控制主接触器吸合以给电机供电的钥匙开关控制端口、用于控制主接触器吸合以给电机供电的制动/座位开关控制端口、用于控制电机的工作模式的模式选择端口、用于控制叉车遇到障碍物时能够紧急反向的紧急反向控制端口;所述模拟量输入口包括用于对加速器的加速度值进行米样的加速器信号输入口、电池电压信号输入口、控制器温度信号输入口和电机电流信号输入口 ;[0014]所述故障状态输出口上连接有一个发光二极管;所述PWM信号输出口输出用于调节加在泵电机上的电压的PWM信号;所述开关量输出口包括与所述前进接触器相连接的前进信号输出端口、与所述后退接触器相连接的后退信号输出端口和与所述主接触器相连接的主接触器控制信号输出端口;所述主控芯片还连接有用于为所述控制芯片供电的工作电源。本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器的结构特点也在于:所述主控芯片上还设置有用于对所述主控芯片的运行状态进行实时监测的看门狗电路。与已有技术相比,本实用新型有益效果体现在:I)本实用新型在控制器端口中新增加了一个串口,通过串口通讯可实现对控制器参数值的读取与修改,有效的解决了参数值的在线修改问题。同时,通过串口也可以在线了解控制器的工作状态及故障历史,使得维修更加方便快捷。2 )本实用新型新增加了 一个故障状态灯,通过观察发光二极管的闪烁规律可以及时了解控制器的工作状态,及故障时的故障类型。3)本实用新型新增加了一个模式开关口及紧急反向口,使电机按照模式信号工作于两种工作模式,及有紧急反向开关信号时车辆能够紧急反向。4)本实用新型新增加了制动/座位开关信号口,前进开关信号口,后退开关信号口,使控制器能够控制主接触器,和方向接触器,即控制电机是否与电池相连及电机转向。当出现故障时,能够及时将电机与电池分开,有效的降低了事故发生几率。本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器,具有可使得能够在线修改控制器参数、及时了解控制器的故障状态、具有紧急反向功能以提高运行安全性、实现泵电机的无级调速等优点。

图1为本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器的工作原理示意图。图2为本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器的外围接线图。图3为现有技术的48V泵电机控制器的外围接线图。以下通过具体实施方式
,并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图1 图2,48V串励叉车牵引电机控制器,包括主控芯片,所述主控芯片上设置有串行通信口、开关量输入口、模拟量输入口、故障状态输出口、PWM信号输出口和用于连接主接触器和方向接触器的开关量输出口 ;所述方向接触器包括前进接触器和后退接触器;所述串行通信口通过RS232总线与外部编程器或者控制计算机相连接;所述开关量输入口包括用于控制前进接触器以使叉车前进的前进控制端口、用于控制后退接触器以使叉车后退的后退控制端口、用于控制主接触器吸合以给电机供电的钥匙开关控制端口、用于控制主接触器吸合以给电机供电的制动/座位开关控制端口、用于控制电机的工作模式的模式选择端口、用于控制叉车遇到障碍物时能够紧急反向的紧急反向控制端口;所述模拟量输入口包括用于对加速器的加速度值进行米样的加速器信号输入口、电池电压信号输入口、控制器温度信号输入口和电机电流信号输入口 ;所述故障状态输出口上连接有一个发光二极管;所述PWM信号输出口输出用于调节加在泵电机上的电压的PWM信号;所述开关量输出口包括与所述前进接触器相连接的前进信号输出端口、与所述后退接触器相连接的后退信号输出端口和与所述主接触器相连接的主接触器控制信号输出端口;所述主控芯片还连接有用于为所述控制芯片供电的工作电源。本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器,主控芯片上设置有多个输入输出控制接口。串行通信口,通过在控制器与外部编程器或电脑之间外加转接线的方式,实现两者之间的通讯。故障状态输出口,该端口处有一个发光二极管,读取发光二极管的闪烁规律,对照相应的闪烁规律与工作状态对应关系表格,可以判定控制器的工作状态及故障时的故障类型。加速器信号输入口,对加速器进行AD采样,根据当前的加速器的值大小控制串励牵引电机的速度大小,从而实现电机的无级调速。模式选择端口,通过对该端口的高低电平控制,实现对电机工作模式的控制,高电平时,电机工作于高速模式,低电平时,电机工作于低速模式。前进控制端口和后退控制端口通过对方向信号的检测,控制外部换向接触器,使电机换向,进而实现叉车的前进和后退。制动/座位开关控制端口用于控制外部主接触器吸合,给电机供电。紧急反向控制端口,用于控制叉车使得叉车在遇到障碍物时能够紧急反向,避免与障碍物发生撞击,以有效地保护车辆及操作人员。图2中的B+,B_分别指电池的正极,电池的负极;S1,S2分别指电机励磁绕组的一端,励磁绕阻的另一端;A1,A2分别指电枢绕组的一端,电枢绕组的另一端。M, F,R分别代表主、前进、后退接触器的触点。M-表示与励磁绕组的一端相连。本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器,用于48V串励叉车牵引电机的通讯、调速、方向控制、模式控制、保护及工作状态指示,主控芯片采用DSP处理芯片,对模拟量及开关量采样输入,以开关量输出控制控制器端口上的发光二级管按照一定的规律闪烁,以反映控制器的工作状态及故障时的故障类型;输出一定的PWM占空比,调节加在串励牵引电机上的电压,从而控制电机的转速;对电机进行过流保护、过/欠电压保护、对控制器进行温度保护等;控制电机按照相应的工作模式工作,及当紧急反向开关闭合时进行紧急反向保护;根据方向开关信号控制电机的转向;配置RS232通讯串口,在线读取,修改参数,及读取控制器工作状态与故障类型。本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器,实现了控制器的通讯、调速、保护及状态指示等功能,提高产品的适应性,增强产品的性能。所述主控芯片上还设置有用于对所述主控芯片的运行状态进行实时监测的看门狗电路。主控芯片采用单片机,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果。所以设置了看门狗电路,用于对单片机运行状态进行实时监测。一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行。这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位置开始执行,这样便实现了单片机的自动复位。控制器包括主控芯片、电源和看门狗复位电路等几部分。主控芯片具有RS232串口通讯、开关量输入、模拟量输入、PWM输出、开关量输出和状态灯等功能或组件。通过串口实现控制器与外部编程器或电脑的通讯,实现参数值的读取与修改;通过开关量输出口控制外部控制线路中的主接触器和辅助接触器;通过状态灯的闪烁规律指示电机的工作状态及故障时的故障类型;通过方向开关信号控制电机的转向,通过模拟量的采样信号控制电机的速度,及实现一定的保护功能。所述的参数值指的是控制器的可编程参数,包括加速器的类型,控制器的过/欠温保护值,电池过/欠压保护值等,电机的过流保护值等。所述的开关量输入包括:钥匙开关,制动/座位开关,前进开关,后退开关,模式开关及紧急反向开关的开关量输入。所述的模拟量输入包括:加速器,电池电压,控制器温度及电机电流等模拟量的输入。所述的开关量输出指的是控制主接触器线包的开关信号及控制方向接触器线包的开关信号。所述的保护功能包括对电机的过流保护,对控制的过、欠温保护,对电池的过、欠压保护。48V串励叉车牵引电机控制器是为48V串励叉车牵引电机专门设计的控制器,通过调制加在牵引电机上的电压的大小,实现对牵引电机速度的调制。48V串励叉车牵引电机控制器接收加速器、前进、后退及钥匙开关信号,实现对电机的方向控制和速度控制,主要特性如下:I)无级调速及反接制动功能;2)高踏板保护功能:系统刚上电时,监视加速器的状态,同时禁止电动机运行,直到加速器回到死区范围内;3)温度保护和补偿电路:不仅能对高温和低温进行保护,同时根据温度的升高和降低随时修改限流值,最大限度的保护了控制器的正常运行;4)过、欠压保护功能:不仅能对电池过、欠压进行保护,同时还能对由于过载引起的欠压进行保护;5)加速器错误电路:当加速器未接或与选择的加速器类型不一致时,控制器不工作,并通过故障灯显示出来;6)智能编程器的应用可以在现对控制器的参数进行编程,或读取控制器参数;7)具有反接制动保护功能;8)具有两种工作模式,适应了不同的工况要求;9)具有防反滑功能,有效的防止了车辆在斜坡上滑坡;10)可选择多种类型的加速器。
权利要求1.48V串励叉车牵引电机控制器,其特征是,包括主控芯片,所述主控芯片上设置有串行通信口、开关量输入口、模拟量输入口、故障状态输出口、PWM信号输出口和用于连接主接触器和方向接触器的开关量输出口 ;所述方向接触器包括前进接触器和后退接触器;所述串行通信口通过RS232总线与外部编程器或者控制计算机相连接; 所述开关量输入口包括用于控制前进接触器以使叉车前进的前进控制端口、用于控制后退接触器以使叉车后退的后退控制端口、用于控制主接触器吸合以给电机供电的钥匙开关控制端口、用于控制主接触器吸合以给电机供电的制动/座位开关控制端口、用于控制电机的工作模式的模式选择端口、用于控制叉车遇到障碍物时能够紧急反向的紧急反向控制端口 ; 所述模拟量输入口包括用于对加速器的加速度值进行采样的加速器信号输入口、电池电压信号输入口、控制器温度信号输入口和电机电流信号输入口 ; 所述故障状态输出口上连接有一个发光二极管;所述PWM信号输出口输出用于调节加在泵电机上的电压的PWM信号;所述开关量输出口包括与所述前进接触器相连接的前进信号输出端口、与所述后退接触器相连接的后退信号输出端口和与所述主接触器相连接的主接触器控制信号输出端口; 所述主控芯片还连接有用于为所述主控芯片供电的工作电源。
2.根据权利要求1所述的48V串励叉车牵弓I电机控制器,其特征是,所述主控芯片上还设置有用于对所述主控芯片的运行状态进行实时监测的看门狗电路。
专利摘要本实用新型公开了一种48V串励叉车牵引电机控制器,包括主控芯片,主控芯片上设置有串行通信口、开关量输入口、模拟量输入口、故障状态输出口、PWM信号输出口和开关量输出口。开关量输入口包括前进控制端口、后退控制端口等控制端口;模拟量输入口包括加速器信号输入口等输入口;故障状态输出口上连接有一个发光二极管;开关量输出口包括前进信号输出端口、后退信号输出端口和主接触器控制信号输出端口。本实用新型的48V串励叉车牵引电机控制器,具有可使得能够在线修改控制器参数、及时了解控制器的故障状态、具有紧急反向功能以提高运行安全性、实现泵电机的无级调速等优点。
文档编号H02P7/00GK203057051SQ20132002561
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者方凯, 郑世芳, 万文斌, 钱玮, 王翔 申请人:安徽英科智控股份有限公司

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