基于编码技术的电机无级调速电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了基于编码技术的电机无级调速电路，它包括防雷抗浪涌模块、电源转换模块、编码器模块、控制模块、液晶显示模块、继电器及可控硅驱动模块、开关及防倾斜保护检测模块、桥式整流模块。本发明的有益效果是：具备常规电器的安全（防雷）及满足电磁兼容的特点，此外独立采用计算机控制，利用编码技术对不同电机转速进行控制，实现电机的软启动和无级调速，并且直观显示电机的运行状态，保障了用户安全，结构简单，延长了电机的寿命，安全可靠。
【专利说明】基于编码技术的电机无级调速电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于编码技术的电机无级调速电路，属于电机无级调速【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前类似的电机调速都是机械式的，主要应用模拟电子线路来实现控制的目的，电路结构复杂，电机抖动大，不安全，并且无电机工作状态及转速显示，操作难度大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供基于编码技术的电机无级调速电路，能克服现有技术的不足，能使用编码器进行无级调速，延长电机的寿命长。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:基于编码技术的电机无级调速电路，它包括:
[0005]防雷抗浪涌模块，其输入端与电源输入端相连，用于电源转换模块防雷抗浪涌；
[0006]电源转换模块，其输入端与防雷抗浪涌模块的输出端相连，电源转换模块的输出端分别与编码器模块的电源输入端、控制模块的电源输入端、液晶显示模块的电源输入端以及继电器及可控硅驱动模块的电源输入端相连，用于转换电源，得到-5V的控制电源并提供给整个系统；
[0007]编码器模块，其编码信号输出端与控制模块的编码信号输入端相连，用于产生控制模块所需的控制编码；
[0008]控制模块，设置有显示信号输出端、继电器及可控硅驱动信号输出端、开关及防倾斜保护检测信号输入端以及过载保护信号输入端，用于整个系统的管理和控制；
[0009]液晶显示模块，其信号输入端与控制模块的显示信号输出端相连，用于系统的信息显不;
[0010]继电器及可控硅驱动模块，其控制信号输入端与控制模块的继电器及可控硅驱动信号输出端相连，用于实现电机的无极调速，
[0011]开关及防倾斜保护检测模块，设置有检测信号输入端、检测信号出端和过载保护信号输出端，其检测信号输出端和控制模块的开关及防倾斜保护检测信号输入端相连，过载保护信号输出端与控制模块的过载保护信号输入端相连，用于电机倾斜时保证用户的安全；
[0012]桥式整流模块，设置有开关及防倾斜保护检测信号输出端、电机信号输出端，其开关及防倾斜保护检测信号输出端与开关及防倾斜保护检测模块的检测信号输入端相连，其电机信号输出端与输出电机相连，用于提供电机工作信号、以及开关及防倾斜保护检测信号。
[0013]所述的电源转换模块中还设置有同步脉冲信号单元。
[0014]本发明的有益效果在于:具备常规电器的安全(防雷)及满足电磁兼容的特点，此外独立采用计算机控制，利用编码技术对不同电机转速进行控制，实现电机的软启动和无极调速，并且直观显示电机的运行状态，保障了用户安全，结构简单，延长了电机的寿命，安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的框架示意图；
[0016]图2为本发明的电路原理图；
[0017]图3为本发明防雷抗浪涌模块的电路原理图；
[0018]图4为本发明电源转换模块的电路原理图；
[0019]图5为本发明编码器模块的电路原理图；
[0020]图6为本发明控制模块的电路原理图；
[0021]图7为本发明液晶显不|旲块的电路原理图；
[0022]图8为本发明继电器及可控硅驱动模块的电路原理图；
[0023]图9为本发明开关及防倾斜保护检测模块的电路原理图；
[0024]图10为本发明桥式整流模块的电路原理图；
[0025]图11为本发明接口连接示意图；
[0026]图12为本发明单片机端口连接不意图。
[0027]其中，1-防雷抗浪涌模块，2-电源转换模块，3-编码器模块，4-控制模块，5-液晶显示模块，6-继电器及可控硅驱动模块，7-开关及防倾斜保护检测模块，8-桥式整流模块，9-输出电机。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0029]如图1、图2，基于编码技术的电机无级调速电路，其特征在于:它包括:
[0030]防雷抗浪涌模块1，其输入端与电源输入端相连，用于电源转换模块2防雷抗浪涌；
[0031]电源转换模块2,其输入端与防雷抗浪涌模块I的输出端相连，电源转换模块2的输出端分别与编码器模块3的电源输入端、控制模块4的电源输入端、液晶显示模块5的电源输入端以及继电器及可控硅驱动模块6的电源输入端相连，用于转换电源，得到-5V的控制电源并提供给整个系统；
[0032]编码器模块3，其编码信号输出端与控制模块4的编码信号输入端相连，用于产生控制模块4所需的控制编码；
[0033]控制模块4，设置有显示信号输出端、继电器及可控硅驱动信号输出端、开关及防倾斜保护检测信号输入端以及过载保护信号输入端，用于整个系统的管理和控制；
[0034]液晶显不模块5,其信号输入端与控制模块4的显不信号输出端相连,用于系统的/[目息显不;
[0035]继电器及可控硅驱动模块6，其控制信号输入端与控制模块4的继电器及可控硅驱动信号输出端相连，用于实现电机的无极调速，
[0036]开关及防倾斜保护检测模块7，设置有检测信号输入端、检测信号出端和过载保护信号输出端，其检测信号输出端和控制模块4的开关及防倾斜保护检测信号输入端相连，过载保护信号输出端与控制模块4的过载保护信号输入端相连，用于电机倾斜时保证用户的安全；
[0037]桥式整流模块8，设置有开关及防倾斜保护检测信号输出端、电机信号输出端，其开关及防倾斜保护检测信号输出端与开关及防倾斜保护检测模块7的检测信号输入端相连，其电机信号输出端与输出电机9相连,用于提供电机工作信号、以及开关及防倾斜保护检测信号。
[0038]如图3，所述的防雷抗浪涌模块I由电源输入L端、电源输入N端、保险丝FUSE、电阻Rl、电阻R2、压敏电阻ZRl，安规电容CXl、安规电容CX2，共轭滤波线圈CT1、热敏电阻RT，其中，保险丝FUSE的一端与电源输入L端相连，电阻Rl和电阻R2串联后和压敏电阻ZR1、安规电容CXl以及共轭滤波线圈CTl的两个输入端并联接入保险丝FUSE的另一端和电源输入N端之间，安规电容CX2并联接入共轭滤波线圈CTl的两个输出端，热敏电阻RT的一端串联接入安规电容CX2的一端并将热敏电阻RT该端作为同步脉冲信号输入端，热敏电阻RT的另一端作为第一输出端，安规电容CX2的另一端接地。
[0039]如图4，所述的电源转换模块2由转换单元Ul、电感L1、电感L2，电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电阻R5、电阻R6、电阻R7、二极管D1、二极管D2以及二极管D3组成，其中，二极管Dl的正极与第一输出端相连，二极管Dl的负极和电容Cl的正极、电感LI的一端相连，电容Cl的负极接地，电感LI的另一端和转换单元Ul、电容C2的正极相连，电容C2的负极接地，电容C5、电阻R5的两端同时与转换单元Ul相连，电阻R6的一端与转换单元Ul相连，电阻R6的另一端与电容C3的正极、二极管D2的负极相连，电容C3的负极串联接入电感L2的一端，电感L2的另一端接地，二极管D2的正极接地，二极管D3的负极与转换单元Ul相连，电容C4、电容C6以及电阻R7并联，一端接入二极管D3的正极，另一端接地，电容C4的正极作为-5V电源输出端。
[0040]如图5，所述的编码器模块3由编码器U2、电阻R32、电阻R33及电容C14、电容C15组成,其中,编码器U2上设置有两个信号输出端,其中一个输出端同时与电容C14的负极、电阻R32的一端以及单片机U3的对应接口相连，另一个输出端同时与电容C15的负极、电阻R33的一端以及单片机U3的对应接口相连，电容C14的正极、电容C15的正极并联接入-5V电源输出端，电阻R32的另一端与电阻R33的另一端接地。
[0041]如图6，所述的控制模块4由单片机U3及电容C8、电容C9电阻R16组成，其中，电容C8的正极和电容C9的正极接入-5V电源输出端，电容C8的负极和电容C9的负极与单片机U3的对应接口相连，同时电容C8的负极和电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端接地。
[0042]如图7,所述的液晶显不|旲块5由液晶背光电路和显不电路组成，其中，液晶背光电路由发光二级管LED1、发光二级管LED2，电阻R18、电阻R19及三级管Q4组成，显示电路由电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15及LCD组成，其中，三级管Q4的发射极与-5V电源输出端相连，三级管Q4的基极与电阻R19串联后接入背光输入端，发光二级管LEDl的负极和发光二级管LED2的负极并联接入三级管Q4的集电极，发光二级管LEDl的正极和发光二级管LED2的正极接地，电阻R8和电阻R12、电阻R9和电阻R13、电阻RlO和电阻R14、电阻Rll和电阻R15两两串联后并联，并联的一端与_5V电源输出端相连，另一端接地，LCD和单片机U3的对应接口相连。
[0043]如图8，所述的继电器及可控硅驱动模块6包括继电器控制电路和可控硅驱动电路，其中，电器控制电路由电容C10、电容Cl 1、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23，三极管Q1、三极管Q2以及继电器K组成，其中，三极管Ql的发射极、三极管Q2的集电极、电阻R21的一端、电容Cll的负极、二极管D6的正极均接入-5V电源输出端相连，继电器K的一端分别与三极管Q2的发射极、二极管D8的正极相连，继电器K的另一端与二极管D8的负极接地，三极管Q2的基极与电阻R23串联后接入三极管Ql的集电极，电阻R21的另一端和电阻R20的一端同时接入三极管Ql的基极，电容Cll的正极和二极管D7的负极同时接入电阻R20的另一端，二极管D7的正极和二极管D6的的负极同时接入电容ClO后与单片机U3的对应接口相连，可控硅驱动电路由电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、三极管Q3、电容C12、电容C13、RC电阻以及可控硅SRC组成，电阻R25的一端和三极管Q3的发射极同时接入-5V电源输出端，电阻R25的另一端和三极管Q3的基极同时接入电阻R24的一端，电阻R24的另一端接入可控硅CON端，电容C12的正极和电阻R26的一端同时接入三极管Q3的集电极，电阻R27的一端和RC电阻的一端同时接入-5V电源输出端或电源输入N端，电阻R27的另一端接入电容C13的正极，电容C13的负极、电容C12的负极以及电阻R26的另一端同时接入可控硅SRC的阴极，RC电阻的另一端接入可控硅SRC的阳极。
[0044]如图9，所述的开关及防倾斜保护检测模块7由电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、开关K1、开关K2以及检测单元U4组成，其中，开关Kl的一端和开关K2的一端同时接入-5V电源输出端，电阻R31的一端和Turbo端同时接入开关Kl的另一端，电阻R31的另一端接地，电阻R32的一端和闭合端同时接入开关K2的另一端，电阻R32的另一端接地，检测单元U4的两个输入端接入-5V电源输出端，检测单元U4的输出端分别和电阻R28的一端、电阻R29的一端以及TILT输入端相连，电阻R28的另一端和电阻R29的另一端接地。
[0045]如图10，所述的桥式整流模块8由二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12组成，二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12组成桥式电路，有两个输入端和两个输出端，两个输入端与电机9的正极和负极相连，一个输出端与继电器K的控制开关串联后接入电源输入L端，用于开关及防倾斜保护检测信号的输出，另一个输出端与可控硅SRC的控制极相连，用于可控娃SRC控制信号的输出。
[0046]所述的电源转换模块2中还设置有同步脉冲信号单元，同步脉冲形成单元由电阻R3、电阻R4、二极管D4、二极管D5以及电容C7组成，其中，二极管D5的正极与-5V电源输出端相连，二极管D4的正极、电阻R4的一端并联接入二极管D5的负极，电阻R4的另一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与所述的防雷抗浪涌模块I的同步脉冲信号输入端相连，二极管D4的负极接地，电容C7并联接入二极管D5的两端，同步脉冲信号输入端接入二极管D5的负极。
[0047]如图11、图12，所述的Turbo端、闭合端、同步脉冲信号输入、背光输入端、TILT输入端以及可控硅CON端通过插头CNl实现与外界相连，单片机U3的接口通过插头CN2实现与外界相连。
[0048]本发明的工作原理为:电源转换模块2采用低功耗的在线电源转换电路LNK304PN，得到-5V的电源，为整个系统提供控制电源，编码器模块3是本电路控制编码的形成电路，控制模块4采用单片机形成控制核心，对整个系统进行管理和控制，单片机读取编码器产生的控制编码，通过继电器及可控硅驱动模块6对继电器及可控硅驱动电路进行控制，实现电机的无极调速，同时开关及防倾斜保护检测模块7用来保护用户安全，自动进入检测状态，然后根据检测结果自动进入待机状态，等待用户的操作，用户可根据需要决定操作模式，对应的液晶显示器会显示当前的状态，方便直观。用户使用时可通过面板直接选择运行速度，由于程序设置了软启动功能，无论用户选择何种转速，都不会因为电机的运转而受到伤害，本电路还设计了防倾斜安全保护电路，当电机倾斜时，无论用户怎样操作，电机都不会运转，这大大加强了用户的安全。
【权利要求】
1.基于编码技术的电机无级调速电路，其特征在于:它包括: 防雷抗浪涌模块(1)，其输入端与电源输入端相连，用于电源转换模块(2)防雷抗浪涌； 电源转换模块(2),其输入端与防雷抗浪涌模块(I)的输出端相连，电源转换模块(2)的输出端分别与编码器模块(3)的电源输入端、控制模块(4)的电源输入端、液晶显示模块(5)的电源输入端以及继电器及可控硅驱动模块(6)的电源输入端相连，用于转换电源，得到-5V的控制电源并提供给整个系统； 编码器模块(3)，其编码信号输出端与控制模块(4)的编码信号输入端相连，用于产生控制模块(4)所需的控制编码； 控制模块(4)，设置有显示信号输出端、继电器及可控硅驱动信号输出端、开关及防倾斜保护检测信号输入端以及过载保护信号输入端，用于整个系统的管理和控制； 液晶显示模块(5)，其信号输入端与控制模块(4)的显示信号输出端相连，用于系统的/[目息显不； 继电器及可控硅驱动模块(6)，其控制信号输入端与控制模块(4)的继电器及可控硅驱动信号输出端相连，用于实现电机的无极调速， 开关及防倾斜保护检测模块(7)，设置有检测信号输入端、检测信号出端和过载保护信号输出端，其检测信号输出端和控制模块(4)的开关及防倾斜保护检测信号输入端相连，过载保护信号输出端与控制模块(4)的过载保护信号输入端相连，用于电机倾斜时保证用户的安全； 桥式整流模块(8)，设置有开关及防倾斜保护检测信号输出端、电机信号输出端，其开关及防倾斜保护检测信号输出端与开关及防倾斜保护检测模块(7)的检测信号输入端相连，其电机信号输出端与输出电机(9)相连,用于提供电机工作信号、以及开关及防倾斜保护检测信号。
2.根据权利要求书I所述的基于编码技术的电机无级调速电路，其特征在于:所述的电源转换模块(2)中还设置有同步脉冲信号单元。
【文档编号】H02P6/08GK104518711SQ201310459744
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】黄达义 申请人:贵州航天电子科技有限公司