李廳 倪修峰 劉偉

摘要：本文針對(duì)基于伺候系統(tǒng)的手車(chē)控制技術(shù)進(jìn)行研究，分析它的原理和工作方式，具體是涉及一種基于伺服系統(tǒng)的手車(chē)控制系統(tǒng)及控制方法?？刂颇K依據(jù)該移動(dòng)距離控制伺服系統(tǒng)的工作狀態(tài)，能夠防止手車(chē)被過(guò)推或過(guò)拉.

關(guān)鍵詞：手車(chē)室;伺候系統(tǒng);驅(qū)動(dòng)裝置;電機(jī);動(dòng)力供應(yīng)裝置;中控裝置;監(jiān)測(cè)裝置;轉(zhuǎn)頭;控制開(kāi)關(guān)組

1、引言

在電網(wǎng)中，高壓配電柜用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用，而為了對(duì)高壓配電柜更安全更方便的操作，會(huì)使用手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜，它包括手車(chē)室、儀表繼電器室、電流互感室、小母線室組成，其中開(kāi)關(guān)柜前正中部為手車(chē)室，斷路器及操動(dòng)機(jī)均裝在上面，正常工作時(shí)，手車(chē)推至工作位置，柜外門(mén)有觀察窗，可觀察內(nèi)部情況，檢修時(shí)，換上備用小車(chē)，將小車(chē)?yán)蚬裢獗隳軝z修，這樣可縮短檢修停電時(shí)間，而常用的手車(chē)室移動(dòng)方法，是將搖把插進(jìn)卡槽后，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)搖把將手車(chē)搖入搖出，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且存在諸多不便。

本文研究一種基于伺候系統(tǒng)的手車(chē)室開(kāi)關(guān)柜電動(dòng)搖把，它包括具有輸出轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)裝置和用于連接到開(kāi)關(guān)柜小車(chē)的專(zhuān)用套管;驅(qū)動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)軸與專(zhuān)用套管相連接，能夠帶動(dòng)專(zhuān)用套管轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)柜小車(chē)運(yùn)動(dòng)，使開(kāi)關(guān)柜小車(chē)到達(dá)工作位置;驅(qū)動(dòng)裝置上設(shè)置有轉(zhuǎn)圈計(jì)數(shù)器和能顯示轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的顯示屏以及控制驅(qū)動(dòng)裝置輸出轉(zhuǎn)軸啟停的按鈕。其中，驅(qū)動(dòng)裝置包括具有輸出轉(zhuǎn)軸的電動(dòng)工具和變速箱。本實(shí)用新型能夠使開(kāi)關(guān)柜小車(chē)準(zhǔn)確操作到位、省時(shí)省力、方便操作。但其在控制手車(chē)到達(dá)工作位置時(shí)的精度不高，容易造成手車(chē)室被過(guò)推或過(guò)拉。

2、設(shè)備介紹

基于伺候系統(tǒng)的的手車(chē)室開(kāi)關(guān)距電動(dòng)搖把的組成：

把手主體：手車(chē)開(kāi)關(guān)電動(dòng)式操作把手的驅(qū)動(dòng)、控制輸出中心，其包括把手殼體和設(shè)置在把手殼體內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)裝置、動(dòng)力供應(yīng)裝置、中控裝置以及設(shè)置在把手殼體上的控制開(kāi)關(guān)組;

把手殼體：用于內(nèi)部嵌裝驅(qū)動(dòng)裝置、動(dòng)力供應(yīng)裝置、中控裝置以及控制開(kāi)關(guān)組;

驅(qū)動(dòng)裝置：為操作把手正常工作提供動(dòng)力;

動(dòng)力供應(yīng)裝置：連接驅(qū)動(dòng)裝置和中控裝置，用于分別為驅(qū)動(dòng)裝置和中控裝置的正常工作提供動(dòng)力;

中控裝置：連接驅(qū)動(dòng)裝置用于控制驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)狀態(tài);

控制開(kāi)關(guān)組：連接中控裝置，用于向中控裝置發(fā)送動(dòng)力供應(yīng)啟停信號(hào)和控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變的信號(hào);

轉(zhuǎn)頭：用于拆卸安裝驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸;

監(jiān)測(cè)裝置：設(shè)置在轉(zhuǎn)頭附近且電性連接所述中控裝置，用來(lái)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)頭和卡槽連接處所受到的力，利用微處理器對(duì)該設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，使得控制手車(chē)到達(dá)預(yù)期工作位置時(shí)的精度更高。

主要技術(shù)參數(shù)：

精準(zhǔn)度0.001mm;

電池電壓：12V;

充電電壓：220V;

充電方式：交流電;

減速比：1/768;

額定轉(zhuǎn)速：2.4Rpm;

額定電流：0.66Apm;

額定力矩：25Kg.cm;

工作方式：正/反轉(zhuǎn);

轉(zhuǎn)頭最大直徑：30mm;

工作溫度：0-70℃;

操作模式：手持

3、設(shè)備工作原理

直流伺服電機(jī)工作原理以及作用：驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。被控對(duì)象的轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速受信號(hào)電壓控制，信號(hào)電壓的大小和極性改變時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和方向也跟著變化。

驅(qū)動(dòng)原理：伺服主要靠脈沖來(lái)定位，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)樗欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，這樣系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。

使用時(shí)，確保電動(dòng)手車(chē)操作把手供電正常，接著觀察收車(chē)室卡槽尺寸，并根據(jù)尺寸更換電動(dòng)手車(chē)操作把手上的轉(zhuǎn)頭，更換完畢之后，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置電動(dòng)手車(chē)操作把手的轉(zhuǎn)向（例如：將手車(chē)室搖進(jìn)為正向，將手車(chē)室搖出為反向），這些都設(shè)置好之后，將電動(dòng)手車(chē)操作把手轉(zhuǎn)頭與手車(chē)室的卡槽緊密連接起來(lái)，最后打開(kāi)電動(dòng)手車(chē)把手電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)始工作，把手轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)手車(chē)室在手車(chē)軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)電機(jī)正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)或電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)操作把手的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)手車(chē)室的搖進(jìn)和搖出動(dòng)作以及速度調(diào)節(jié);把手上有檢測(cè)轉(zhuǎn)頭力矩的功能，通過(guò)調(diào)節(jié)到合適的參數(shù)，當(dāng)手車(chē)到位后達(dá)到相應(yīng)力矩，電動(dòng)把手自動(dòng)停止;微處理器作為中控系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)控制開(kāi)關(guān)的按壓信號(hào)來(lái)對(duì)電機(jī)下達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)指令。

4、設(shè)備使用方式

基于伺候系統(tǒng)的手車(chē)控制系統(tǒng)其主要控制流程如下：

系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，首先通過(guò)電場(chǎng)傳感器的感應(yīng)結(jié)果判斷手車(chē)室是否帶電，若帶電則提醒操作人員手車(chē)室為帶電狀態(tài)，不可操作。若不帶電則提示可操作手車(chē);之后判斷手車(chē)初始位置并記錄手車(chē)軌道長(zhǎng)度;然后伺服系統(tǒng)開(kāi)始工作，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。手車(chē)被拉出手車(chē)室時(shí)，系統(tǒng)記錄手車(chē)實(shí)時(shí)位置并在顯示器上顯示距初始位置距離，當(dāng)該距離與軌道長(zhǎng)度相同時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，否則繼續(xù)正轉(zhuǎn)。手車(chē)被推入手車(chē)室時(shí)，原理與手車(chē)?yán)鰰r(shí)大致相同，區(qū)別在于實(shí)時(shí)距離為零時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，否則電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)。

5、結(jié)語(yǔ)

本論文研究的基于伺候系統(tǒng)的手車(chē)開(kāi)關(guān)電動(dòng)式控制操作把手采用可拆卸式的轉(zhuǎn)頭，能根據(jù)手車(chē)室卡槽不同的尺寸更換相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)頭，可使其實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用;另外，采用力矩傳感器檢測(cè)電動(dòng)把手上轉(zhuǎn)頭力矩，只要將力矩調(diào)節(jié)到合適的參數(shù)，在手車(chē)到位后達(dá)到相應(yīng)力矩，便可控制電動(dòng)把手自動(dòng)停止，可有效防止手車(chē)室被過(guò)推或過(guò)拉;并且利用微處理器對(duì)該設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，使得控制手車(chē)到達(dá)預(yù)期工作位置時(shí)的精度更高。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁文應(yīng)、袁坤，開(kāi)關(guān)距手車(chē)電動(dòng)操作裝置[A].電力設(shè)備，2013.

[2]吉紅，夏春茂，王鳳桐，基于PLC的伺服電機(jī)位置控制系統(tǒng)研究[A].電力設(shè)備，2016.