[实用新型]动态失速故障监控装置

说明书

本实用新型属于一种动态失速故障监控装置。

任何旋转、往复运动的机械系统在正常运转时，其旋转速度（周期）都在规定的范围内。但当机械系统某一部件（如电动机或传动机械）发生故障，都会使转速降低或停止，如不及时切断电动机电源，停止其工作，易发生较大的事故。目前，解决这类问题的办法，大都是利用电动机的特性，通过测量其参数判断机械系统工作情况；这往往对有些故障如销钉或键的脱落，不能将动力传至后部分，所以无法自动报井或停机。

本实用新型的目的在于提供一个对整个机械系统，包括电动机，传动机构，对它们可在任何部分测量其转速，这样该系统的任何一部位发生故障，只要使其转速下降，当下降到规定值时，本实用新型就会发出报警和控制其电动机停止运转。

本实用新型是这样实现的。在有旋转运动的机械系统中，可在任何旋转机件的轴向或径向装上一只或几只感应片，在与感应片相关的位置装上转速传感器，当机件旋转时，每当一个感应片掠过其转速传感器时，则转速传感器便发出一个电脉冲信号，然后对该脉冲信号通过信号整形器进行整形处理，则输出具有相同脉宽的与转速对应的连续脉冲，该脉冲经信号变换器后，也就是说通过一个二极管对电容器充电，而当脉冲结束后，则电容器通过放电电阻器放电，该放电电压和预定的基准电压（也就是说对应限定最低转速的电压），同时加在电压比较器的二个输入端，经电压比较器比较，当放电电压大于基准电压时，则说明机械运转正常，而当放电电压小于基准电压（即低于最低限定速度的电压）时，则说明机械运转不正常，这时电压比较器输出一正电压，至功率放大器使继电器吸合，其触点断开，发出报警停止电机运转。除上所述，当考虑到任何旋转运动的机械系统，在开机时，必须经一段时间才能使其达到稳定转速，因此本实用新型设置了开机延时电路，该电路控制基准电压，也就是说开机延时后，基准电压才能加到电压比较器。

以下结合本实用新型的实施例详细加以说明细节及工作情况。

附图说明

图1是本实用新型结构框图

图2是本实用新型信号波形图

图3是本实用新型线路图

附图1中电气控制系统（1）控制电动机（2）的运转，电动机（2）代动机械系统（3），机械系统（3）利用自身旋转部分（或另加一旋转体）（4），在其旋转体（4）径向（或轴向）嵌有感应片（5），在其相关的位置对准感应片（5）装上固定不动的ZS－1型转速传感器（6），该传感器（6）的输出信号经信号整形器（7）进行整形处理，被整形处理后的信号Vz送至信号变换器（8），经信号变换后的信号Vc加到电压比较器（9）的一个输入端，同时基准电压发生器（11）的基准电压Vj加到电压比较器（9）的另一个输入端，电压比较器（9）的输出接至功率放大器（12），功率放大器（12）代动继电器（13）上的触点（14）控制电气控制系统（1），（10）是该装置的开机延时电路，它的作用是当电气控制系统（1）启动（本实用新型同时启动）后，经一段延时以后，基准电压才加到电压比较器（9）的输入端。

结合本实用新型实施例说明其工作情况：常闭触点（14）在电气控制系统（1）启动前和系统正常运行时是闭合状态。当电气控制系统（1）启动后，电动机（2）代动机械系统（3）工作，机械系统（3）代动旋转体（4）及其感应片（5）旋转。每当感应片（5）掠过转速传感器（6）时，则转速传感器（6）输出一个电信号，该信号送至整形器（7），整形器（7）是由运算放大器IC₁和时基电路IC₂及相应的电阻、电容来完成的，整形后的信号是具有一定宽度的脉冲信号，如附图2所示的Vz波形信号，该信号送至信号变换器（8），由附图可见，变换器（8）是由二级管D₂，电容器C₄和电阻器R₁₂组成，信号变换器（8）输出的正脉冲信号Vz经二级管D₂向电容C₄充电，由于二极管D₂的内阻非常小，所以在信号Vz其间足以对电容器C₄充电至饱合。而当信号Vz下降为零时电容器C₄通过电阻R₁₂开始放电，因R₁₂阻值相当大，在电容器C₄上的电压下降的较慢，（即是附图2中波形的斜线部分），也就是说在电容器C₄上的电压下降一部分时，下一个经整形后的正脉冲电压Vz又来到了，对电容器C₄又再一次充电，如此循环，形成了如图（2）所示的Vc波形（对应To部分），并将其加到电压比较器（9）的运算放大器IC₃的负向输入端，由前所述开机延时电路（10），它由运算放大器IC₅，电阻R₁₀、R₈、R₉和C₇组成，由附图3可以看出，只有当IC₅正向输入端电压大于其负向输入端电压时，Ic₅才会有电压输出。开机后，电源电压由R₈、R₉分压加到Ic₅负向输入端，而Ic₅正向输入端电压必须由电源电压经R₁₀，慢慢向C₇充电，当C₇电压充电到大于Ic₅负向输入端电压时（这段时间即是开机延时时间）Ic₅才有正电压输出。该正电压送到基准电压发生器（11），基准电压发生器（11）由电阻R₁₁电位器W₁，稳压管D₅和电容C₆组成，从附图（3）可看出，W₁二端的电压是稳定的，调整W₁可获得不同大小的基准电压；该基准电压Vj送至电压比较器（9）的Ic₃正向输入端。从附图2可以看出，在正常运转情况下也就是T₀周期时，整形电压Vc大于基准电压Vj，所以IC₃无电压输出。但由故障原因，使其电机或传动机械转速下降，旋转体（4）的速度也随之下降，整形电压Vc放电时间加长，当下降到限定转速时，（也就时说当周期大于T₁时），其电压Vc小于Vj时，则IC₃使有电压Vb输出，该电压送至功率放大级（12），（它由D₃、C₅、R₅、R₆、R₇和功率型运放IC₄组成）的正向输入端，当正向输入端电压大于负向输入端电压（在R₆上的降压）时，IC₄输出正电压使继电器（13）吸合，从而常闭触点（14）断开，它控制电气控制系统（1）停止工作，对整个系统全面保护。