电机正反转控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电机正反转控制装置，包括开关电源、微处理器、设置有正转反转和停车按钮的操作盘以及根据微处理器指令控制电机进行工作状态转换的继电器控制电路，所述微处理器与继电器控制电路之间还设置有用于控制继电器触点接通交流电源时间的可控硅控制电路，可控硅控制电路的输入端连接三相交流电源；所述开关电源分别与微处理器、可控硅控制电路以及继电器控制电路连接。本实用新型能够实现正反转控制的基础上，消除继电器触点闭合瞬间弧光的产生，为电机及所驱动设备的安全运行提供可靠保证。
【专利说明】电机正反转控制装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电气控制【技术领域】，具体的说是一种用于对电机工作状态进行转换的控制装置。
【背景技术】
[0002]随着电子时代的到来，人们生活水平的提高，仿真丝、化纤纺丝、仿麻、仿皮等高档面料的需求量大幅上升，纤织物的需求快速增长，使人们对织造技术效率不断提出新的要求。为了保证织布机高速、高效的生产各种高质量的产品，降低劳动强度，提高劳动生产率，除具备先进的机械设计与精密的机加工技术外，完备的织布机控制系统也是其中一个重要方面。织布机控制技术的特点是利用微电子技术实现自动控制，织布机一般是通过硬件和软件相结合的方式对织布机的工作状态进行控制。织布机控制过程中电机的正反转控制是一个关键环节，目前对电机正反转的控制主要是利用PLC控制器来控制接触器，进一步控制主电机的正反转和刹车。在利用接触器控制电机正反转转换的过程中，由于三相电源线直接连接在接触器的常开或常闭触点上，因此在接触器动作时，强电流会在触点闭合的瞬间产生弧光，不仅缩短了继电器的使用寿命，更重要的是容易引发火灾事故。另外，接触器动作时，对电源产生一定的干扰，降低了 PLC控制器的可靠性。
实用新型内容
[0003]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种用于控制电机正反转的控制装置，在能够实现正反转以及刹车控制的基础上，消除接触器触点闭合瞬间弧光的产生，为电机及所驱动设备的安全运行提 供可靠保证。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]电机正反转控制装置，包括开关电源、微处理器、设置有正转反转和停车按钮的操作盘以及根据微处理器指令控制电机进行工作状态转换的继电器控制电路，所述微处理器与继电器控制电路之间还设置有用于控制继电器触点接通交流电源时间的可控硅控制电路，可控硅控制电路的输入端连接三相交流电源；所述开关电源分别与微处理器、可控硅控制电路以及继电器控制电路连接。
[0006]本实用新型的改进在于:所述微处理器与可控硅控制电路之间设置有过零控制光耦合电路。
[0007]本实用新型的改进在于:所述微处理器与过零控制光耦合电路之间设置有功率放大电路。
[0008]本实用新型的改进在于:所述操作盘与微处理器的输入端之间设置有光电隔离电路。
[0009]本实用新型的改进在于:所述微处理器的输出端还连接有信号指示电路。
[0010]由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是:
[0011]本实用新型不仅实现了电机正反转以及刹车的有效控制，还能减小装置的耗损，提高控制装置的可靠性和安全性。利用可控硅控制电路控制继电器控制电路中的继电器在常开触点闭合后再接通交流电源，电源先断开后再断开继电器触点，有效避免了继电器触点闭合、断开瞬间产生弧光，延长了继电器组的使用寿命，并提高了装置操作的安全性。采用过零控制光耦合电路将微处理器与可控硅控制电路及三相交流电源之间进行隔离并对正转以及反转指令进行互锁控制，一方面能够使强电部分与弱电部分相互独立，避免了强电接通瞬间对弱电控制部分的影响，减小干扰，提高装置的可靠性，另一方面保证了电机可靠动作的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构框图；
[0013]图2是本实用新型所述过零控制光耦合电路以及可控硅控制电路的电路图；
[0014]图3为本实用新型所述继电器控制电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
[0016]一种电机正反转控制装置，其结构框图如图1所示，包括三相交流电源、开关电源、操作盘、光电隔离电路、微处理器、功率放大电路、过零控制光耦合电路、可控硅控制电路、继电器控制电路以及信号指示电路。其中，开关电源的输入端连接三相交流电源的任意两相线，开关电源的输出端分别与光电隔离电路、微处理器、功率放大电路、过零控制光耦合电路、可控硅控制电路以及继电器控制电路连接，用于为其提供工作电压。本实施例中，开关电源输出的直流电压值为12V和5V。
[0017]操作盘上设置有正转按钮、反转按钮、停车按钮、单梭按钮和开车按钮，用于发出相应的指令。
[0018]光电隔离电路的输入端连接操作盘上的各按钮，用于对操作盘输入的开关量信号进行转换并隔离，光电隔离模块的输出端连接微处理器的输入端，用于向微处理器提供操作盘发出的正转、反转以及停车信号。
[0019]微处理器，用于根据光电隔离电路输出的电机工作状态信号，进行处理，并触发过零控制光耦合电路、可控硅控制电路、继电器控制电路进行动作完成电机工作状态的转换。本实施例中微处理器采用ATMEGA48。
[0020]功率放大电路，用于对微处理器发出的指令进行功率放大进一步驱动过零控制光耦合电路动作。本实施例中功率放大线路采用两片ULN2003AN，输出ULINE和VWLINE控制信号。
[0021]过零控制光耦合电路，用于对根据功率放大电路输出的ULINE和VWLINE控制信号进行转换及隔离，以控制可控硅控制电路的触发状态。本实施例中过零控制光耦合电路的电路图如图2所示，过零控制光耦合电路包含三个M0C3081芯片，即ICf IC3。其中:ICl的I脚与开关电源的12V输出端连接，ICl的2脚和3脚短接后经电阻Rl连接功率放大电路的ULINE控制信号输出端；IC1的6脚经电阻R2连接可控硅控制电路的输入端，ICl的4脚直接连接可控硅控制电路的输入端。IC2的I脚与开关电源的12V输出端连接，IC2的2脚和3脚短接后连接IC3的I脚；IC2的6脚经电阻R3连接可控硅控制电路的输入端，IC2的4脚直接连接可控硅控制电路的输入端。IC3的2脚和3脚短接后经电阻Rll连接功率放大电路的VWLINE控制信号输出端；IC3的6脚经电阻R4连接可控硅控制电路的输入端，IC3的4脚直接连接可控硅控制电路的输入端。
[0022]可控硅控制电路用于控制继电器触点接通交流电源的时间，可控硅控制电路的输入端连接三相交流电源和过零控制光耦合电路的输出端，可控硅控制电路输出三相交流电源的三相电信号UM、VM’和丽’，其中UM电信号直接连接电机的其中一相接线端子，VM’和丽’电信号分别输出给继电器控制电路。
[0023]本实施例中可控硅控制电路的电路图如图2所示，包括并列设置的第一回路、第二回路和第三回路。其中第一回路中包括双向可控硅Q2，双向可控硅Q2的输入端连接三相交流电源RLINE电信号以及过零控制光耦合电路电阻R2的输出端，双向可控硅Q2的输出端直接输出UM电信号给电机，双向可控硅Q2的触发端连接过零控制光耦合电路ICl的4脚,通过过零控制光f禹合电路的输出信号对双向可控娃Q2的导通时间进行控制。双向可控硅Q2的两端并联连接由电阻R8和电容Cl串联连接构成的滤波支路。
[0024]第二回路中包括双向可控硅Q3，双向可控硅Q3的输入端连接三相交流电源SLINE电信号以及过零控制光耦合电路电阻R3的输出端，双向可控硅Q3的输出端经保险丝FUSE2输出VM’电信号，VM’电信号连接继电器控制电路的输入端；双向可控硅Q3的触发端连接过零控制光耦合电路IC2的4脚，通过过零控制光耦合电路的输出信号对双向可控硅Q3的导通时间进行控制。双向可控硅Q3的两端并联连接由电阻R9和电容C2串联连接构成的滤波支路。
[0025]第三回路中包括双向可控硅Q4，双向可控硅Q4的输入端连接三相交流电源TLINE电信号以及过零控制光耦合电路电阻R4的输出端，双向可控硅Q4的输出端经保险丝FUSE I输出丽’电信号，丽’电信号连接继电器控制电路的输入端；双向可控硅Q4的触发端连接过零控制光耦合电路IC3的4脚，通过过零控制光耦合电路的输出信号对双向可控硅Q4的导通时间进行控制。双向可控硅Q4的两端并联连接由电阻RlO和电容C3串联连接构成的滤波支路。
[0026]继电器控制电路用于根据微处理器指令对电机的工作状态进行转换控制，本实施例中继电器控制电路的电路图如图3所示。
[0027]继电器控制电路包括三个继电器REY1、REY2和REY3，其中REYl继电器为电机正转控制继电器，REY2继电器为电机反转控制继电器，REY3继电器为电机制动控制继电器。
[0028]REY3继电器线圈的一端(即REY3-11脚)连接开关电源的12V输出端，REY3继电器线圈的另一端(即REY3-10脚)连接微处理器的ABS信号输出端；即当微处理器发出停止指令时，REY3继电器动作。REY3继电器常闭触点的一端(即REY3-2脚)连接开关电源的12V输出端，REY3继电器常闭触点的另一端(即REY3-8脚)分别与REYl继电器常闭触点的一端(即REY1-2脚)以及REY2继电器常闭触点的一端(即REY2-2脚)连接；REY1继电器常闭触点的另一端(即REY1-8脚)连接REY2继电器的线圈一端(即REY2-11脚)，REY2继电器的线圈另一端(即REY2-10脚)连接微处理器的反转RE信号输出端，即用于接收反转控制指令；REY2继电器常闭触点的另一端(即REY2-8脚)连接REYl继电器的线圈一端(即REY1-11脚)，REYl继电器的线圈另一端(即REY1-10脚)连接微处理器的FW信号输出端，即用于接收正转控制指令。[0029]REY3继电器2脚和8脚用于向REYl继电器和REY2继电器输出工作电压，并使REYl继电器、REY2继电器与REY3继电器之间形成互锁，REYl继电器和REY2继电器之间也形成互锁。
[0030]即当REY3继电器接收到微处理器的停车ABS信号后，REY3继电器动作，常闭触点打开，REYl继电器和REY2继电器的线圈端无法得电，因此即使微处理器向其发出控制指令，REYl继电器和REY2继电器也不会动作，不会输出丽电信号和VM电信号。当微处理器不发出停车ABS信号时，REYl继电器和REY2继电器的线圈端均有12V电压，此时根据微处理器的控制指令进行动作。实现REY3继电器与REYl继电器、REY2继电器之间的互锁。
[0031]当REYl继电器接收到正转FW信号时，REYl继电器动作，REYl继电器的常闭触点打开，REY2继电器的线圈端失电，保证REY2继电器不能启动。同理，当REY2继电器接收到反转RE信号时，REY2继电器动作，REY2继电器的常闭触点打开，REYl继电器的线圈端失电，保证REYI继电器不能启动。从而实现REYI继电器和REY2继电器之间的互锁。
[0032]REY2继电器常开触点的一端(即REY2-9脚)连接可控硅控制电路的VM’电信号输出端，REY2继电器常开触点的另一端(即REY2-6脚)直接与电机的反转接线端子连接，用于在REY2继电器动作时向电机输出VM电信号,使电机进行反转。
[0033]REYl继电器常开触点的一端(即REY1-7脚)连接可控硅控制电路的丽’电信号输出端，REYl继电器常开触点的另一端(即REY1-4脚)直接与电机的正转接线端子连接，用于在REYl继电器动作时向电机输出丽电信号，使电机进行正转。
[0034]本实用新型的工作原理如下所述:
[0035]三相交流电源RLINE、SLINE、TLINE接入可控硅控制电路后，其中RLINE电信号直接通过可控硅控制电路的第一回路向电机输出UM强电信号。
[0036]当操作盘上的正转按钮启动后，正转信号经光电隔离电路转换并隔离后传输给微处理器，微处理器经处理输出正转控制信号，正转控制信号经功率放电电路进行功率放大后输出VWLINE信号以及FW信号，其中FW信号传输给REYl继电器，REYl继电器线圈得电，REYl继电器常开触点闭合；此时VWLINE信号经过过零控制光耦合电路向可控硅控制电路的双向可控娃Q4输出正转控制指令，正转控制指令控制可控娃控制电路导通，向已经闭合的REYl继电器常开触点送入丽’电信号，丽’电信号经闭合的REYl继电器常开触点输出丽强电信号直接送入电机接线端，启动电机正转。
[0037]当操作盘上的反转按钮启动后，反转信号经光电隔离电路转换并隔离后传输给微处理器，微处理器经处理输出反转控制信号，反转控制信号经功率放电电路进行功率放大后输出VWLINE信号以及RE信号，其中RE信号传输给REY2继电器，REY2继电器线圈得电，REY2继电器常开触点闭合；此时VWLINE信号经过过零控制光耦合电路向可控硅控制电路的双向可控硅Q3输出反转控制指令，反转控制指令控制可控硅控制电路导通，向已经闭合的REY2继电器常开触点送入VM’电信号，VM’电信号经闭合的REY2继电器常开触点输出VM强电信号直接送入电机接线端，启动电机反转。
[0038]当操作盘上的停车按钮启动后，信号经光电隔离电路转换并隔离后传输给微处理器，微处理器经处理输出制动控制信号，制动控制信号经功率放电电路进行功率放大后输出停车ABS信号，停车ABS信号接入REY3继电器的线圈端，使REY3继电器线圈得电，REY3继电器常闭触点打开，REYl继电器和REY2继电器线圈均失电，无法向电机输出丽或VM电信号，同时REY3继电器常开触点打开接通织布机的能耗制动组件，完成电动机制动。
【权利要求】
1.电机正反转控制装置，包括开关电源、微处理器、设置有正转反转和停车按钮的操作盘以及根据微处理器指令控制电机进行工作状态转换的继电器控制电路，其特征在于:所述微处理器与继电器控制电路之间还设置有用于控制继电器触点接通交流电源时间的可控硅控制电路，可控硅控制电路的输入端连接三相交流电源；所述开关电源分别与微处理器、可控硅控制电路以及继电器控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的电机正反转控制装置，其特征在于:所述微处理器与可控硅控制电路之间设置有过零控制光耦合电路。
3.根据权利要求2所述的电机正反转控制装置，其特征在于:所述微处理器与过零控制光耦合电路之间设置有功率放大电路。
4.根据权利要求1所述的电机正反转控制装置，其特征在于:所述操作盘与微处理器的输入端之间设置有光电隔离电路。
5.根据权利要求1所述的电机正反转控制装置，其特征在于:所述微处理器的输出端还连接有信号指示电路。
【文档编号】H02P1/40GK203660932SQ201420008260
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】冯争川 申请人:冯争川