刹车装置和电机系统的制作方法

1.本技术涉及自动机械技术领域，特别是涉及一种刹车装置和电机系统。


背景技术：

2.随着社会经济快速发展，带刹车功能的电机使用量增加。使用带刹车功能的电机可以增加电机的功能，例如，使用带刹车功能的电机控制传送带时，可以在传送带运行过程中短暂的将传送带定位在所需的位置。
3.传统技术中，使用电磁机械结构的刹车装置实现电机的刹车功能。但是电磁机械结构的刹车装置的结构复杂，实用性较弱。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种刹车装置和电机系统。
5.一方面，本技术一个实施例提供一种刹车装置，包括：至少两个双向可控硅单元和控制单元，至少两个双向可控硅单元并联于交流电源和电机之间，控制单元与双向可控硅单元连接；
6.控制单元用于在交流电源提供的交流电输入双向可控硅单元时，控制双向可控硅单元单向导通将交流电转换为直流电，以使电机停止工作。
7.在其中一个实施例中，每个双向可控硅单元包括：
8.第一可控硅，沿交流电源到电机的方向连接于交流电源和电机之间，与控制单元连接；
9.第二可控硅，沿电机到交流电源的方向连接于交流电源和电机之间，与控制单元连接；
10.控制单元用于控制第一可控硅或第二可控硅导通，将交流电源提供的交流电转换为直流电。
11.在其中一个实施例中，还包括：
12.温度检测组件，设置于电机，与控制单元连接，用于检测电机的温度；
13.控制单元用于在温度检测组件检测到电机的温度大于预设温度阈值时，调节双向可控硅单元的导通参数，以降低输送至电机的电流。
14.在其中一个实施例中，控制单元包括：
15.计时器件，用于检测双向可控硅组件单向导通的时间；
16.控制器，与双向可控硅单元连接，用于控制双向可控硅单元单向导通或双向导通；
17.控制器还用于接收计时器件检测的时间，并在时间大于预设时间阈值时，通过控制双向可控硅单元降低输送至电机的电流。
18.在其中一个实施例中，在电机为单相电机时，刹车装置包括第一双向可控硅单元、第二双向可控硅单元和第三双向可控硅单元；
19.第一双向可控硅单元连接于交流电源的零线和电机的第一端之间；
20.第二双向可控硅单元连接于交流电源的火线和电机的第二端之间；
21.第三双向可控硅单元连接于交流电源的火线和电机的第三端之间。
22.在其中一个实施例中，在电机为三相电机时，刹车装置包括第四双向可控硅单元、第五双向可控硅单元、第六双向可控硅单元和第七双向可控硅单元；
23.第四双向可控硅单元连接于交流电源的零线和电机的第四端之间；
24.第五双向可控硅单元连接于交流电源的a相和电机的第五端之间；
25.第六双向可控硅单元连接于交流电源的b相和电机的第六端之间；
26.第七双向可控硅单元连接于交流电源的c相和电机的第七端之间。
27.另一方面，本技术一个实施例还提供一种电机系统，包括：交流电源、电机和如上述实施例提供的刹车装置；
28.刹车装置中的至少两个双向可控硅单元，并联于交流电源和电机之间。
29.在其中一个实施例中，电机为单相电机或三相电机。
30.在其中一个实施例中，在电机为单相电机时，刹车装置包括第一双向可控硅单元和第二双向可控硅单元；
31.第一双向可控硅单元连接于交流电源的零线和电机的第一端之间，第二双向可控硅单元连接于交流电源的火线和电机的第二端之间。
32.在其中一个实施例中，刹车装置还包括第三双向可控硅单元，第三双向可控硅单元连接于交流电源的火线和电机的第三端之间；
33.电机系统还包括电容，电容的第一端与第二双向可控硅单元靠近交流电源的一端连接，电容的第二端与第三双向可控硅单元靠近交流电源的一端连接。
34.本技术实施例提供一种刹车装置的电机系统，刹车装置包括至少两个双向可控硅单元和控制单元，至少两个双向可控硅单元并联与交流电源和电机之间，控制单元与双向可控硅单元连接，控制单元用于控制双向可控硅单元单向导通，将交流电源提供的交流电转换为直流电，以使电机停止工作。本技术实施例提供的刹车装置仅包括双向可控硅单元和控制单元，结构简单，容易实现。并且，双向可控硅单元和控制单元不容易损坏，使用寿命长，能够避免人力和物力的浪费，具有较高的实用性。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域不同技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为传统技术中的刹车装置的结构示意图；
37.图2为本技术一个实施例提供的刹车装置的结构示意图；
38.图3为本技术一个实施例提供的刹车装置的结构示意图；
39.图4为本技术一个实施例提供的刹车装置的结构示意图；
40.图5为本技术一个实施例提供的刹车装置的结构示意图；
41.图6为本技术一个实施例提供的刹车装置的结构示意图；
42.图7为本技术一个实施例提供的电机系统的结构示意图。
43.附图标记说明：
44.10、刹车装置；11、交流电源；12、电机；13、电容；20、电机系统；100、双向可控硅单元；110、第一可控硅；120、第二可控硅；200、控制单元；210、计时器件；220、控制器；300、温度检测组件；130、第一双向可控硅单元；131、第一可控硅；132、第二可控硅；140、第二双向可控硅单元；141、第一可控硅；142、第二可控硅；150、第三双向可控硅单元；160、第四双向可控硅单元；170、第五双向可控硅单元；180、第六双向可控硅单元；190、第七双向可控硅单元。
具体实施方式
45.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
46.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
47.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.随着社会经济快速发展，电机的功能越来越多，例如，具有刹车功能。传统技术中，使用电磁机械结构的刹车装置实现电机的刹车功能，如图1所示。在电机正常工作时，电磁线圈通电会产生磁性，电磁机械结构中的磁铁会产生磁力，将电机中的刹车片吸引。在刹车时，交流电源停止向电磁线圈供电，则磁铁的磁力消失，与刹车片断开。电磁机械结构的刹车装置导热性差、使用候命短，实用性较低。针对这些问题，本技术提供了一种刹车装置。
49.下面以具体的实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
50.请参见图2，本技术一个实施例提供一种刹车装置10包括：至少两个双向可控硅单元100和控制单元200，至少两个双向可控硅单元100并联于交流电源11和电机12之间，控制单元200与双向可控硅单元100连接。
51.可控硅是一种有三个pn结的四层结构的大功率半导体器件，又称为晶闸管，具有体积小、结构相对简单和功能强等特征。双向可控硅单元100连接与交流电源11和电机12之间，使得交流电源11和电机12之间可以双向导通，即，双向可控硅单元可以使从交流电源11
到电机12导通，也可以从电机12到交流电源11导通。交流电源11的输出端包括零线和火线，火线包括a相、b相和c相三相火线，交流电源11和电机12之间连接的双向可控硅单元100至少有两个，分别连接零线和火线。
52.控制单元200用于在交流电源11提供的交流电输入双向可控硅单元100时，控制双向可控硅单元100单向导通将交流电转换为直流电，以使电机12停止工作。
53.控制单元200可以是计算机设备、微处理芯片或其他设备，计算机设备可以但不限于是工业计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备等。电机12是交流电机，也就是说，电机12只有在接收到交流电时才能工作。控制单元200可以控制双向可控硅单元100的导通和截止。在电机12需要短暂的停止工作，即电机12短暂刹车时，控制单元200控制双向可控硅单元100单向导通，使得交流电源11提供的交流电通过双向可控硅100后转换为直流电，电机12接收到直流电后，停止工作。
54.本实施例提供的刹车装置10的工作原理如下：
55.在电机12正常工作时，控制单元200控制双向可控硅单元100双向均导通，交流电源11提供的交流电通过双向可控硅单元100输出至电机12，使得电机12正常工作。在电机12需要短暂的停止工作，即电机12短暂刹车时，控制单元200控制双向可控硅单元100单向导通，使得交流电源11提供的交流电通过单向导通的双向可控硅100后转换为直流电，电机12在接收到直流电后停止工作。
56.本技术实施例提供的刹车装置10包括至少两个双向可控硅单元100和控制单元200，至少两个双向可控硅单元100并联于交流电源11和电机12之间，控制单元200与双向可控硅单元100连接，控制单元200用于在交流电源11提供的交流电输入双向可控硅单元100时，控制双向可控硅单元100单向导通将交流电转换为直流电，以使电机12停止工作。本技术实施例提供的刹车装置10仅包括双向可控硅单元100和控制单元200，结构简单，容易实现。并且，双向可控硅单元100和控制单元200不容易损坏，使用寿命长，能够避免人力和物力的浪费，具有较高的实用性。
57.请参见图3，在一个实施例中，每个双向可控硅单元100包括第一可控硅110和第二可控硅120。第一可控硅110和第二可控硅120相同，第一可控硅110包括阳极、阴极和控制极。
58.第一可控硅110沿交流电源11到电机12的方向连接于交流电源11和电机12之间，与控制单元200连接。第一可控硅110的阳极与交流电源11连接，第一可控硅110的阴极与电机12连接，第一可控硅110的控制极与控制单元200连接，控制单元200通过向第一可控硅110的控制极发送控制信号，使得第一可控硅110导通或截止。
59.第二可控硅120沿电机12到交流电源11的方向连接于交流电源11和电机12之间，与控制单元200连接。第二可控硅120的阳极与电机12连接，第二可控硅120的阴极与交流电源11连接，第二可控硅120的控制极与控制单元200连接，控制单元200通过向第一可控硅110的控制极发送控制信号，使得第二可控硅120导通或截止。
60.控制单元200用于在交流电源12提供的交流电输入至双向可控硅单元100时，控制第一可控硅110或第二可控硅120导通，将交流电源11提供的交流电通过第一可控硅110或第二可控硅120后转换为直流电。
61.本实施例提供的双向可控硅单元100的结构简单，体积小，使得刹车装置10具有较
高的实用性。
62.请参见图4，在一个实施例中，刹车装置10还包括温度检测组件300。温度检测组件300设置于电机12，与控制单元200连接，用于检测电机12的温度。温度检测组件300可以是包括温度传感器的各种器件，温度传感器是指能感受温度并将温度转换成可输出信号的传感器，温度传感器按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特征分为热电阻和热电阻两类。本实施例对温度检测组件300的种类和结构等不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
63.控制单元200用于在温度检测组件300检测到电机12的温度大于预设温度阈值时，调节双向可控硅单元100的导通参数，以降低输送至电机12的电流。在双向可控硅单元100单向导通时，控制单元200可以实时接收到温度检测组件300检测到的电机12的温度，并将接收到的温度与预设温度阈值进行对比，在接收到的温度大于预设温度阈值时，会调节双向可控会单元100的导通参数，使得通过双向可控硅单元100后的直流电的电流减小。双向可控硅单元100的导通参数是指控制角或导通角，其中，在交流电的每个正半周，从零值开始到控制单元200发送的控制信号(触发脉冲)到来瞬间所经历的电角度称为控制角，在每个正半周内可控硅导通的电角度称为导通角，电角度是指交流电的半个周期180度。
64.通过在电机12设置温度检测组件300，可以避免在双向可控硅100单向导通，使电机12停止工作(刹车)过程中，由于长时间向电机12提供直流电，使得电机12的温度过高，对电机12造成损耗，从而能够提高刹车装置10的实用性和可靠性。
65.请继续参见图4，在一个实施例中，控制单元200包括计时器件210和控制器220。
66.计时器件210用于检测双向可控硅组件100单向导通的时间。计时器件210可以是计时器，也可以是计时芯片。本实施例对计时器件210的种类不作任何限制，只要能够实现其功能即可。
67.控制器220与双向可控硅单元100连接，用于控制双向可控硅单元100单向导通或双向导通。控制器220还用于接收计时器件210检测的时间，并在时间大于预设时间阈值时，通过控制双向可控硅单元100的导通参数降低输送至电机12的电流。
68.在电机12正常工作时，控制器220控制双向可控硅单元100的双向均导通，使得交流电源11通过双向可控硅单元100向电机12提供交流电。在电机12需要短暂的停止工作，及短暂的刹车时，控制器220控制双向可控硅单元100单向导通，使得交流电源11提供的交流电通过双向可控硅单元100转换为直流电，输送至电机12，使电机12停止工作。在电机12短暂刹车，即双向可控硅单元100单向导通的过程中，控制器220可以实时的接收到计时器件210检测到的双向可控硅单元100单向导通的时间，并将该时间与预设时间阈值进行对比，在该时间大于预设时间阈值时，控制双向可控硅单元100的导通参数，使得通过双向可控硅单元100的电流减少，从而使得电机12接收到的直流电减小。对双向可控硅单元100的导通参数的描述可以参考上述实施例中的具体描述，在此不再赘述。
69.在本实施例中，通过计时器件210的设置，可以避免在双向可控硅单元100单向导通，使电机12停止工作(刹车)过程中，向电机12提供直流电的时间过长，对电机12造成损耗，从而能够提高刹车装置10的实用性和可靠性。
70.请参见图5，在一个实施例中，在电机12为单相电机时，刹车装置10包括第一双向可控硅单元130、第二双向可控硅单元140和第三双向可控硅单元150。第一双向可控硅单元
130连接于交流电源11的零线和电机12的第一端之间；第二双向可控硅单元140连接于交流电源11的火线和电机12的第二端之间；第三双向可控硅单元150连接于交流电源11的火线和电机12的第三端之间。
71.电机12为单相电机是指用单相交流电源供电的单相电动机。第一双向可控硅单元130连接于交流电源11的零线和电机12的第一端之间，电机12的第一端是指电机12的中线。第二双向可控硅单元140连接于交流电源11的火线和电机12的第二端之间，交流电源11的火线是指a相、b相和c相火线中的任意一相，电机12的第二端是指电机12的顺时针转动端。第三双向可控硅单元150连接于交流电源11的火线和电机12的第三端之间，第三双向可控硅单元150连接的火线的相线和第二双向可控硅单元140连接的火线的相线相同。电机12的第三端是指电机12的逆时针转动端。也就是说，若控制单元200控制第一双向可控硅单元130和第二双向可控硅单元140均双向导通，则电机12可以顺时针转动；若控制单元200控制第一双向可控硅单元130和第三双向可控硅单元150均双向导通，则电机12可以逆时针转动。
72.在一个具体的实施例中，若单相电机为顺时针转动，如图4所示，第一双向可控硅单元130包括第一可控硅131和第二可控硅132，第二双向可控硅单元140包括第一可控硅141、第二可控硅142。在单相电机需要短暂停止工作时，控制单元200控制第一双向可控硅单元130的第一可控硅131断开，使得第一双向可控硅单元130单向导通，同时控制第二双向可控硅单元140的第二可控硅142断开，使得第二双向可控硅单元140单向导通，从而使得交流电源11提供的交流电通过第一双向可控硅单元130和第二双向可控硅单元140后转换为直流电。
73.请参见图6，在一个实施例中，在电机12为三相电机时，刹车装置10包括第四双向可控硅单元160、第五双向可控硅单元170、第六双向可控硅单元180和第七双向可控硅单元190。第四双向可控硅单元160连接于交流电源11的零线和电机12的第四端之间，电机12的第四端是指电机12的中线。第五双向可控硅单元170连接于交流电源11的a相和电机12的第五端之间，电机12的第五端是指电机12的a相线端口。第六双向可控硅单元180连接于交流电源11的b相和电机12的第六端之间，电机12的第六端是指电机12的b相线端口。第七双向可控硅单元190连接于交流电源11的c相和电机12的第七端之间，电机12的第七端是指电机12的c相线端口。控制单元200通过控制第四双向可控硅单元160、第五双向可控硅单元170、第六双向可控硅单元180和第七双向可控硅单元190的导通和截止，实现对电机12工作和短暂刹车的控制，具体的控制过程可以参考上述实施例中的描述，在此不再赘述。
74.本技术实施例提供的刹车装置10实用性较强，不仅适用于单相电机，还适用于三相电机。
75.请参见图7，本技术一个实施例提供一种电机系统20，其特征在于，包括：交流电源11、电机12和如上述实施例提供的刹车装置10。刹车装置10中的至少两个双向可控硅单元100，并联于交流电源12和电机13之间。
76.本实施提供的电机系统20包括刹车装置10，则电机系统20具有刹车装置10的所有结构和有益效果，在此不再赘述。
77.在一个实施例中，电机12为单相电机或三相电机，也就是说，电机12可以是单相电机，也可以是三相电机。
78.在一个实施例中，电机12为单相电机时，刹车装置10包括第一双向可控硅单元130和第二双向可控硅单元140。第一双向可控控制单元130连接于交流电源11的零线和电机12的第一端之间，电机12的第一端是指电机12的中线。第二双向可控硅单元140连接于交流电源11的火线和电机12的第二端之间，交流电源11的火线包括a相、b相和c相三相火线，电机12的第二端是指电机12的顺时针转动端或逆时针转动端。对于第一双向可控硅单元130和第二双向可控硅单元140的具体描述参考上述刹车装置10中的描述，在此不再赘述。
79.请继续参见图5，在一个实施例中，刹车装置10还包括第三双向可控硅单元150，第三双向可控硅单元150连接于交流电源11的火线和电机12的第三端之间。第三双向可控硅单元150和交流电源11连接的火线的相线与第二双向可控硅单元140和交流电源11连接的火线的相线相同。若第二双向可控硅单元140和电机12的顺时针转动端连接，则第三双向可控硅单元150和电机12的逆时针转动端连接。电机系统20还包括电容13，电容13的第一端与第二双向可控硅单元140靠近交流电源11的一端连接，电容13的第二端与第三双向可控硅单元150靠近交流电源11的一端连接。通过电容12的充放电功能，能够改变输入值电机12的交流电的相位，从而能够改变电机12的转动方式，实现电机12顺时针或逆时针的转动。
80.在一个实施例中，在电机12为三相电机时，刹车装置10包括第四双向可控硅单元、第五双向可控硅单元、第六双向可控硅单元和第七双向可控硅单元，具体的连接方式可以参考上述实施例中的描述，在此不再赘述。
81.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
82.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。