专利名称：直流电动机堵转检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及直流电动机安全运行保护装置，尤其涉及由蓄电池供电的直流电动机安全运行保护装置。
背景技术：
由蓄电池供电的直流电动机(以下简称电机)一般工作电压为6V、12V、24V，工作电流在1A～20A之间，这类电机广泛应用在汽车、摩托车、电动自行车上，保障电机安全运行的装置仅为熔断器，当电机工作电流超过额定电流较多时，能在较短的时间内将熔断器内的熔体熔断，从而起到保护电机的作用，由于熔断熔体需要一定的时间，因而在工作电流较大时，尤其电机堵转时，不能立刻断开电机工作回路，使电机和蓄电池受到损害。另外，一些电机由于工作条件的限制，不宜采用行程开关切断电源以及不宜采用皮带传动，电机的运行依靠人工操作控制，控制的准确度受到人为因素的影响，因而电机运行时容易发生堵转现象。
发明内容
本发明的目的是要提供一种直流电动机堵转检测装置，当电机发生堵转时立刻输出信号控制控制电路切断电机工作回路。
本发明的目的是这样实现的RC串联支路上的公共端(即电阻与电容的连接点)与电压放大器的输入端电连接，使用时电压放大器接工作电压，输出端联向控制电路。
由于采用上述方案，实现了电机堵转状态检测的自动化，当电机堵转时，能立刻控制控制电路断开电机工作回路，有效保护电机和蓄电池。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一个实施例的电路原理图。
图2是本发明第二个实施例的电路原理图。
图3是本发明第三个实施例的电路原理图。
具体实施例方式图1中，直流电源(图中未画出)、继电器动合触头1、正极电源线2、电机12、负极电源线13顺序连接，构成电机工作回路。R13、R214分别为电机12正、负极电源线2、13的导线电阻，RC串联支路4的公共端6与电压放大器8的输入端7电连接。电压放大器8的输出端9联向控制电路10。RC串联支路4的电容端与负极电源线13在靠近电机12的b点处电连接，电阻端接地。电压放大器8为单端输入电压放大器，可由分立元件构成或由运放集成电路和外围元件构成或由电压比较器构成，还可由含有电压放大电路或电压比较器电路且输入端有相应引出端的其他集成电路和外围元件构成。如电压放大器8的输入电阻ri较小，则RC串联支路4中的电阻R11可省去，由电压放大器8的输入电阻ri替代电阻R11，工作时电压放大器8接工作电压。
电机12在实际工作过程中，由于影响负载的因素较多，如机械摩擦阻力的变化等，负载不是恒定不变的常量，而是呈现波动性变化，电机工作电流也相应的呈现波动性变化，尽管变化不是很大。由于电机12的电源线2、13有电阻存在，当波动的电机工作电流流过电源线时，在正、负极电源线2、13上分别有波动的电压VR1和VR2产生，VR1＝IaR1，VR2＝IaR2，由于RC串联支路4的电容端接在负极电源线13的b点处，电阻端接地，因而能在RC串联支路的公共端6上获得由波动的VR2产生的交流电压信号，当电机堵转后，电机工作电流达到最大值而不再波动，VR2也达到最大值而不再波动，电容5经过短时间(约1/3秒)充电后停止充电，即Ic＝0，电阻11两端电压为零，则电压放大器8的输入电压为零。(由于各种电机的堵转电流不一致，以及电机在各种场合中的电源线长短不一致，即导线电阻R2不一致，因而RC串联支路4的时间常数只能根据实际情况调整确定)。
RC串联支路4的电容端也可不接到b点处，而改接到正极电源线2上靠近电机8的a点处，同样能在RC串联支路4的公共端6上获得由波动的电压VR1产生的交流信号，电机堵转后，因VR1不波动，电容5经过短时间放电后停止放电，Ic＝0，电阻11两端电压为零，则电压放大器8的输入电压为零。电压放大器8在Vi≠0时，输出正电压信号或输出电压为零(可通过续接反相器调整)，并通过联接在后面的控制电路10使供电继电器保持吸合状态，电压放大器8在Vi＝0时，输出电压为零或输出正电压信号(可通过续接反相器调整)，并通过联接在后面的控制电路10使供电继电器失电释放，切断电机工作回路。
本实施例中，Vi≠0时，电压放大器8通过输出端9输出正电压信号，使控制电路10的继电器线圈得电吸合；Vi＝0时，电压放大器8输出电压为零，继电器线圈失电释放，切断电机8的工作回路。
图2中，电源(图中未画出)、继电器动合触头1、正极电源线2、电机12、负极电源线13顺序连接成电机工作回路，R13、R214分别为电机12的正、负极电源线2、13的导线电阻，电压放大器8为双端输入单端输出电压放大器，RC串联支路4的公共端6与电压放大器8的同相输入端7-1电连接，电阻端与反相输入端7-2电连接，电压放大器8的输出端9联向控制电路10，RC串联支路4的电容端在a点处与正极电源线2电连接，电阻端在b点处与负极电源线13电连接。电压放大器8由分立元件构成或由运放集成电路和外围元件构成或由电压比较器构成，还可由含有电压放大电路或电压比较器电路且输入端有相应引出端的其他集成电路和外围元件构成。如电压放大器8的输入电阻ri较小，则RC串联支路4中的电阻11可省去，由电压放大器8的输入电阻替代电阻11。工作时电压放大器接工作电压。
电机在实际工作过程中，工作电流呈现波动性变化，因而在正、负极电源线上分别有波动的电压VR1和VR2产生。这时电压放大器8同相输入端7-1的输入信号是交流信号，反相输入端7-2的输入信号是波动的直流信号，因而输出端9有正电压信号输出或输出电压为零(可加反相器调整)。
电机堵转后，工作电流达最大值而不再波动，a、b两点的电压Vab为极小值，且为常数，RC串联支路4的电容5放电，经过约1/3秒后，Ic＝0，此时电阻11两端电压为零，即电压放大器8的两个输入端7-1、7-2之间的输入电压为零。这时，输出端9输出电压为零或输出正电压信号(可加反相器调整)。
本实施例中电压放大器8的正反相输入端7-1、7-2之间的输入电压Vi≠0，则输出端9的输出电压为零；Vi＝0，则输出端9输出正电压信号。由于电压放大器8的输出端9与控制电路10的晶阐管控制极电连接，当Vi＝0时，输出端9输出的正电压信号立即使晶阐管导通，使继电器失电释放，断开电机工作回路。
本实施例中，RC串联支路4的电容端和电阻端之间、两输入端7-1和7-2之间可相互对调连接，只要电机工作电流有波动，则Vi≠0；如电机工作电流不波动，则Vi＝0。
图3中，电源(图中未画出)、继电器动合触头1、正极电源线2、电机12、负极电源线13顺序连接成电机工作回路，R13、R214分别为电机12的正、负极电源线2、13的导线电阻，电压放大器8为双端输入双端输出电压放大器，一组RC串联支路4-1的电容端在a点处与正极电源线2电连接，电阻端接地，公共端6-1与电压放大器8的同相输入端7-1电连接；另一组RC串联支路4-2的电容端在b点处与负极电源线13电连接，电阻端接地，公共端6-2与反相输入端7-2电连接，电压放大器8的两个输出端9-1、9-2联向控制电路10。电压放大器8由分立元件构成或由运放集成电路和外围元件构成或由两个独立的电压比较器构成，还可由含有电压放大电路或电压比较器电路且输入端有相应引出端的其他集成电路和外围元件构成。如电压放大器8的输入电阻ri较小，则RC串联支路4-1、4-2中的电阻11-1、11-2可省去，分别由电压放大器8的同相输入端7-1的同相输入电阻和反相输入端7-2的反相输入电阻替代电阻11-1和电阻11-2。工作时电压放大器8接工作电压。
电机在实际工作过程中，工作电流呈现波动性变化，因而在正、负极电源线上分别有波动的电压VR1和VR2产生，电压放大器8的两输入端7-1和7-2分别从公共端6-1和6-2获得交流输入信号，但这两个交流信号相位相反，所以两输入端7-1和7-2的输入信号不相等，因而两输出端9-1、9-2之间有正电压信号输出或输出电压为零(可加反相器调整)。
电机堵转后，工作电流达最大值而不再波动，使得VR1和VR2也不波动，经过约1/3秒后，电容5-1放电结束，电容5-2充电结束，电压放大器8的两个输入端7-1、7-2上的输入电压都为零，这时两输出端9-1、9-2之间输出电压为零或输出正电压信号(可加反相器调整)。
本实施例中，两输入端7-1和7-2的输入电压不相等时，两输出端9-1、9-2之间输出正电压信号，两输入端的输入电压相等时，两输出端9-1、9-2之间输出电压为零。由于两输出端9-1、9-2与控制电路10的光耦合器两输入端电连接，所以电机堵转后，两输出端9-1、9-2之间的电压为零，使光耦合器不工作，从而继电器失电释放，切断电机8的工作回路。
本实施例中，两RC串联支路4-1、4-2中的电容端可相互对调连接，只要电机工作电流有波动，两输入端7-1和7-2的输入电压就不相等，两输出端9-1、9-2之间输出正电压信号，如电机工作电流不波动，则输入端7-1、7-2上的输入信号都为零，两输出端9-1、9-2之间输出电压为零。
权利要求
1.一种直流电动机堵转检测装置，其特征在于RC串联支路(4)的公共端(6)与电压放大器(8)的输入端(7)电连接，使用时电压放大器接工作电压，输出端(9)联向控制电路(10)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)为单端输入电压放大器，RC串联支路(4)的公共端(6)与电压放大器(8)的输入端(7)电连接，电阻端接地，检测时电容端与正极电源线(2)在靠近电机(8)处电连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)为单端输入电压放大器，RC串联支路(4)的公共端(6)与电压放大器(8)的输入端(7)电连接，电阻端接地，检测时电容端与负极电源线(13)在靠近电机(8)处电连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)为双端输入单端输出电压放大器，RC串联支路(4)的电阻(11)两端分别与双端输入单端输出电压放大器(8)的两个输入端(7-1、7-2)电连接，检测时RC串联支路(4)的两端分别与两根电源线(2、13)在靠近电机(8)处电连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)为双端输入双端输出电压放大器，其两个输入端分别与两个RC串联支路(4-1、4-2)的公共端(6-1、6-2)电连接，两RC串联支路(4)的电阻端都接地，检测时两电容端分别与两根电源线(2、13)在靠近电机(8)处电连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)的输入电阻较小时，可替换RC串联支路(4)的电阻(11)。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)由分立元件构成。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)由运放集成电路和外围元件构成。
9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)为电压比较器。
10.根据权利要求1或2或3或4或5所述的装置，其特征在于所述电压放大器(8)为含有电压放大电路或电压比较器电路且输入端有相应引出端的其他集成电路。
全文摘要
本发明涉及直流电动机安全运行保护装置，尤其涉及由蓄电池供电的直流电动机安全运行保护装置。RC串联支路的公共端与电压放大器的一个输入端电连接，电阻端与另一输入端电连接，电压放大器的输出端联向控制电路，RC串联支路的电容端与正极电源线电连接，电阻端与负极电源线电连接，当直流电动机正常工作时，电压放大器的输出信号为零，当直流电动机堵转时，电压放大器输出正电压信号，通过控制电路使继电器失电释放，切断直流电动机工作回路，有效保护电机安全运行。
文档编号H02H7/093GK1477748SQ02138160
公开日2004年2月25日 申请日期2002年8月21日 优先权日2002年8月21日
发明者朱方文 申请人:朱方文