專利名稱：48v串勵叉車牽引電機控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種48V串勵叉車牽引電機控制器。
背景技術：
隨著電動叉車事業(yè)的快速發(fā)展，電動叉車的型號也隨之迅猛發(fā)展，對于48V串勵牽引叉車來說，雖然它的牽引電機都是48V串勵電機，但由于叉車型號的不同，所選用的電機型號也不同，這樣對控制器的控制參數(shù)要求也隨之不同。因此，為了與不同車型的48V串勵叉車相匹配，目前同類產品因參數(shù)的不同而出現(xiàn)了多種型號的牽引電機控制器(如圖3所示)，雖然滿足了各種車型的基本牽引控制要求，但也存在以下幾個嚴重不足之處:I)控制器參數(shù)無法在線修改，所以需要生產多種參數(shù)類型的控制器以滿足不同車型的需求。這將不利于控制器的標準化生產及規(guī)模生產；2)控制器出現(xiàn)故障時，不能及時了解故障類型，不利于故障排查及控制器維修；3)電機的外部供電電路不受控制器控制，只受外部開關控制，所以當控制器內部的控制電機電壓的開關管短路時，電池電壓將直接加到電機上，如果不及時將方向開關，座位開關及鑰匙開關斷開，電機將全速運行，容易導致事故的發(fā)生；4)電機轉動方向不受控制器控制，所以換向時，電機換向速度不受控制，會非常迅速，給駕駛員帶來不舒服感。

實用新型內容本實用新型是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種48V串勵叉車牽引電機控制器，以使得能夠在線修改控制器參數(shù)、實現(xiàn)控制器的通訊，調速，保護，及狀態(tài)指示等功能。本實用新型為解決技術問題采用以下技術方案。48V串勵叉車牽引電機控制器，其結構特點是，包括主控芯片，所述主控芯片上設置有串行通信口、開關量輸入口、模擬量輸入口、故障狀態(tài)輸出口、PWM信號輸出口和用于連接主接觸器和方向接觸器的開關量輸出口 ；所述方向接觸器包括前進接觸器和后退接觸器；所述串行通信口通過RS232總線與外部編程器或者控制計算機相連接；所述開關量輸入口包括用于控制前進接觸器以使叉車前進的前進控制端口、用于控制后退接觸器以使叉車后退的后退控制端口、用于控制主接觸器吸合以給電機供電的鑰匙開關控制端口、用于控制主接觸器吸合以給電機供電的制動/座位開關控制端口、用于控制電機的工作模式的模式選擇端口、用于控制叉車遇到障礙物時能夠緊急反向的緊急反向控制端口；所述模擬量輸入口包括用于對加速器的加速度值進行米樣的加速器信號輸入口、電池電壓信號輸入口、控制器溫度信號輸入口和電機電流信號輸入口 ；[0014]所述故障狀態(tài)輸出口上連接有一個發(fā)光二極管；所述PWM信號輸出口輸出用于調節(jié)加在泵電機上的電壓的PWM信號；所述開關量輸出口包括與所述前進接觸器相連接的前進信號輸出端口、與所述后退接觸器相連接的后退信號輸出端口和與所述主接觸器相連接的主接觸器控制信號輸出端口；所述主控芯片還連接有用于為所述控制芯片供電的工作電源。本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器的結構特點也在于:所述主控芯片上還設置有用于對所述主控芯片的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的看門狗電路。與已有技術相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在:I)本實用新型在控制器端口中新增加了一個串口，通過串口通訊可實現(xiàn)對控制器參數(shù)值的讀取與修改，有效的解決了參數(shù)值的在線修改問題。同時，通過串口也可以在線了解控制器的工作狀態(tài)及故障歷史，使得維修更加方便快捷。2 )本實用新型新增加了 一個故障狀態(tài)燈，通過觀察發(fā)光二極管的閃爍規(guī)律可以及時了解控制器的工作狀態(tài)，及故障時的故障類型。3)本實用新型新增加了一個模式開關口及緊急反向口，使電機按照模式信號工作于兩種工作模式，及有緊急反向開關信號時車輛能夠緊急反向。4)本實用新型新增加了制動/座位開關信號口，前進開關信號口，后退開關信號口，使控制器能夠控制主接觸器，和方向接觸器，即控制電機是否與電池相連及電機轉向。當出現(xiàn)故障時，能夠及時將電機與電池分開，有效的降低了事故發(fā)生幾率。本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器，具有可使得能夠在線修改控制器參數(shù)、及時了解控制器的故障狀態(tài)、具有緊急反向功能以提高運行安全性、實現(xiàn)泵電機的無級調速等優(yōu)點。

圖1為本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器的工作原理示意圖。圖2為本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器的外圍接線圖。圖3為現(xiàn)有技術的48V泵電機控制器的外圍接線圖。以下通過具體實施方式
，并結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
參見圖1 圖2，48V串勵叉車牽引電機控制器，包括主控芯片，所述主控芯片上設置有串行通信口、開關量輸入口、模擬量輸入口、故障狀態(tài)輸出口、PWM信號輸出口和用于連接主接觸器和方向接觸器的開關量輸出口 ；所述方向接觸器包括前進接觸器和后退接觸器；所述串行通信口通過RS232總線與外部編程器或者控制計算機相連接；所述開關量輸入口包括用于控制前進接觸器以使叉車前進的前進控制端口、用于控制后退接觸器以使叉車后退的后退控制端口、用于控制主接觸器吸合以給電機供電的鑰匙開關控制端口、用于控制主接觸器吸合以給電機供電的制動/座位開關控制端口、用于控制電機的工作模式的模式選擇端口、用于控制叉車遇到障礙物時能夠緊急反向的緊急反向控制端口；所述模擬量輸入口包括用于對加速器的加速度值進行米樣的加速器信號輸入口、電池電壓信號輸入口、控制器溫度信號輸入口和電機電流信號輸入口 ；所述故障狀態(tài)輸出口上連接有一個發(fā)光二極管；所述PWM信號輸出口輸出用于調節(jié)加在泵電機上的電壓的PWM信號；所述開關量輸出口包括與所述前進接觸器相連接的前進信號輸出端口、與所述后退接觸器相連接的后退信號輸出端口和與所述主接觸器相連接的主接觸器控制信號輸出端口；所述主控芯片還連接有用于為所述控制芯片供電的工作電源。本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器，主控芯片上設置有多個輸入輸出控制接口。串行通信口，通過在控制器與外部編程器或電腦之間外加轉接線的方式，實現(xiàn)兩者之間的通訊。故障狀態(tài)輸出口，該端口處有一個發(fā)光二極管，讀取發(fā)光二極管的閃爍規(guī)律，對照相應的閃爍規(guī)律與工作狀態(tài)對應關系表格，可以判定控制器的工作狀態(tài)及故障時的故障類型。加速器信號輸入口，對加速器進行AD采樣，根據(jù)當前的加速器的值大小控制串勵牽引電機的速度大小，從而實現(xiàn)電機的無級調速。模式選擇端口，通過對該端口的高低電平控制，實現(xiàn)對電機工作模式的控制，高電平時，電機工作于高速模式，低電平時，電機工作于低速模式。前進控制端口和后退控制端口通過對方向信號的檢測，控制外部換向接觸器，使電機換向，進而實現(xiàn)叉車的前進和后退。制動/座位開關控制端口用于控制外部主接觸器吸合，給電機供電。緊急反向控制端口，用于控制叉車使得叉車在遇到障礙物時能夠緊急反向，避免與障礙物發(fā)生撞擊，以有效地保護車輛及操作人員。圖2中的B+，B_分別指電池的正極，電池的負極；S1，S2分別指電機勵磁繞組的一端，勵磁繞阻的另一端；A1，A2分別指電樞繞組的一端，電樞繞組的另一端。M, F，R分別代表主、前進、后退接觸器的觸點。M-表示與勵磁繞組的一端相連。本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器，用于48V串勵叉車牽引電機的通訊、調速、方向控制、模式控制、保護及工作狀態(tài)指示，主控芯片采用DSP處理芯片，對模擬量及開關量采樣輸入，以開關量輸出控制控制器端口上的發(fā)光二級管按照一定的規(guī)律閃爍，以反映控制器的工作狀態(tài)及故障時的故障類型；輸出一定的PWM占空比，調節(jié)加在串勵牽引電機上的電壓，從而控制電機的轉速；對電機進行過流保護、過/欠電壓保護、對控制器進行溫度保護等；控制電機按照相應的工作模式工作，及當緊急反向開關閉合時進行緊急反向保護；根據(jù)方向開關信號控制電機的轉向；配置RS232通訊串口，在線讀取，修改參數(shù)，及讀取控制器工作狀態(tài)與故障類型。本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器，實現(xiàn)了控制器的通訊、調速、保護及狀態(tài)指示等功能，提高產品的適應性，增強產品的性能。所述主控芯片上還設置有用于對所述主控芯片的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的看門狗電路。主控芯片采用單片機，由于單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛，而陷入死循環(huán)，程序的正常運行被打斷，由單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預料的后果。所以設置了看門狗電路，用于對單片機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。一旦單片機由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段進入死循環(huán)狀態(tài)時，寫看門狗引腳的程序便不能被執(zhí)行。這個時候，看門狗電路就會由于得不到單片機送來的信號，便在它和單片機復位引腳相連的引腳上送出一個復位信號，使單片機發(fā)生復位，即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行，這樣便實現(xiàn)了單片機的自動復位?？刂破靼ㄖ骺匦酒?、電源和看門狗復位電路等幾部分。主控芯片具有RS232串口通訊、開關量輸入、模擬量輸入、PWM輸出、開關量輸出和狀態(tài)燈等功能或組件。通過串口實現(xiàn)控制器與外部編程器或電腦的通訊，實現(xiàn)參數(shù)值的讀取與修改；通過開關量輸出口控制外部控制線路中的主接觸器和輔助接觸器；通過狀態(tài)燈的閃爍規(guī)律指示電機的工作狀態(tài)及故障時的故障類型；通過方向開關信號控制電機的轉向，通過模擬量的采樣信號控制電機的速度，及實現(xiàn)一定的保護功能。所述的參數(shù)值指的是控制器的可編程參數(shù)，包括加速器的類型，控制器的過/欠溫保護值，電池過/欠壓保護值等，電機的過流保護值等。所述的開關量輸入包括:鑰匙開關，制動/座位開關，前進開關，后退開關，模式開關及緊急反向開關的開關量輸入。所述的模擬量輸入包括:加速器，電池電壓，控制器溫度及電機電流等模擬量的輸入。所述的開關量輸出指的是控制主接觸器線包的開關信號及控制方向接觸器線包的開關信號。所述的保護功能包括對電機的過流保護，對控制的過、欠溫保護，對電池的過、欠壓保護。48V串勵叉車牽引電機控制器是為48V串勵叉車牽引電機專門設計的控制器，通過調制加在牽引電機上的電壓的大小，實現(xiàn)對牽引電機速度的調制。48V串勵叉車牽引電機控制器接收加速器、前進、后退及鑰匙開關信號，實現(xiàn)對電機的方向控制和速度控制，主要特性如下:I)無級調速及反接制動功能；2)高踏板保護功能:系統(tǒng)剛上電時，監(jiān)視加速器的狀態(tài)，同時禁止電動機運行，直到加速器回到死區(qū)范圍內；3)溫度保護和補償電路:不僅能對高溫和低溫進行保護，同時根據(jù)溫度的升高和降低隨時修改限流值，最大限度的保護了控制器的正常運行；4)過、欠壓保護功能:不僅能對電池過、欠壓進行保護，同時還能對由于過載引起的欠壓進行保護；5)加速器錯誤電路:當加速器未接或與選擇的加速器類型不一致時，控制器不工作，并通過故障燈顯示出來；6)智能編程器的應用可以在現(xiàn)對控制器的參數(shù)進行編程，或讀取控制器參數(shù)；7)具有反接制動保護功能；8)具有兩種工作模式，適應了不同的工況要求；9)具有防反滑功能，有效的防止了車輛在斜坡上滑坡；10)可選擇多種類型的加速器。
權利要求1.48V串勵叉車牽引電機控制器，其特征是，包括主控芯片，所述主控芯片上設置有串行通信口、開關量輸入口、模擬量輸入口、故障狀態(tài)輸出口、PWM信號輸出口和用于連接主接觸器和方向接觸器的開關量輸出口 ；所述方向接觸器包括前進接觸器和后退接觸器；所述串行通信口通過RS232總線與外部編程器或者控制計算機相連接； 所述開關量輸入口包括用于控制前進接觸器以使叉車前進的前進控制端口、用于控制后退接觸器以使叉車后退的后退控制端口、用于控制主接觸器吸合以給電機供電的鑰匙開關控制端口、用于控制主接觸器吸合以給電機供電的制動/座位開關控制端口、用于控制電機的工作模式的模式選擇端口、用于控制叉車遇到障礙物時能夠緊急反向的緊急反向控制端口 ； 所述模擬量輸入口包括用于對加速器的加速度值進行采樣的加速器信號輸入口、電池電壓信號輸入口、控制器溫度信號輸入口和電機電流信號輸入口 ； 所述故障狀態(tài)輸出口上連接有一個發(fā)光二極管；所述PWM信號輸出口輸出用于調節(jié)加在泵電機上的電壓的PWM信號；所述開關量輸出口包括與所述前進接觸器相連接的前進信號輸出端口、與所述后退接觸器相連接的后退信號輸出端口和與所述主接觸器相連接的主接觸器控制信號輸出端口； 所述主控芯片還連接有用于為所述主控芯片供電的工作電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的48V串勵叉車牽弓I電機控制器，其特征是，所述主控芯片上還設置有用于對所述主控芯片的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的看門狗電路。
專利摘要本實用新型公開了一種48V串勵叉車牽引電機控制器，包括主控芯片，主控芯片上設置有串行通信口、開關量輸入口、模擬量輸入口、故障狀態(tài)輸出口、PWM信號輸出口和開關量輸出口。開關量輸入口包括前進控制端口、后退控制端口等控制端口；模擬量輸入口包括加速器信號輸入口等輸入口；故障狀態(tài)輸出口上連接有一個發(fā)光二極管；開關量輸出口包括前進信號輸出端口、后退信號輸出端口和主接觸器控制信號輸出端口。本實用新型的48V串勵叉車牽引電機控制器，具有可使得能夠在線修改控制器參數(shù)、及時了解控制器的故障狀態(tài)、具有緊急反向功能以提高運行安全性、實現(xiàn)泵電機的無級調速等優(yōu)點。
文檔編號H02P7/00GK203057051SQ20132002561
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權日2013年1月17日
發(fā)明者方凱, 鄭世芳, 萬文斌, 錢瑋, 王翔 申請人:安徽英科智控股份有限公司