一种带制动的三相电机正反转控制器及制动方法技术

本发明专利技术涉及电机制动领域。本发明专利技术公开了一种带制动的三相电机正反转控制器，其包括逻辑控制电路、输入电压检测电路、开关控制电路和感生电压检测电路。在电机断电需要制动时，逻辑控制电路通过输入电压检测电路和感生电压检测电路检测到相线电压与感生电压方向相反时，输出制动脉冲信号使开关控制电路的相应开关闭合导通，给该电机绕组输入与感生电压方向相反的制动脉冲电压，通过该绕组电流产生静止磁场，使电机转子因制动力矩快速停止转动。本发明专利技术无需直流制动所需的电容储能，降低了体积和成本，通过检测感生电压方向，可以准确地在电网电压与感生电压反向时刻开始施加制动脉冲电压，制动的一致性和精度高，且工作寿命长，电磁干扰低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机制动领域，具体地涉及一种带制动的三相电机正反转控制器及制动方法。
技术介绍
随着经济的发展和科学技术的进步，电动执行机构在工业领域的应用越来越广泛，同时电动执行机构的控制技术也有了一定的进步和更新。但是，在采用三相电机的电动执行机构中，其电机制动问题始终没有一种制动效果好、使用成本低的理想的技术解决方案。目前，市场上对于三相电机的制动采用能耗制动较常见，其原理是在电机一绕组并联电容储能电路，电机通电工作时，同时通过二极管给储能电容充电，当三相断电时，储能电容通过电机绕组放电，直流电产生一个静止的磁场，电机转子因惯性在这个静止磁场中旋转产生感应电动势，转子电流与固定磁场所产生制动力矩，阻碍转子继续转动，使电机迅速减速停止转动。采用了电容储能电路，因三相电压较高，制动电路体积较大，且因制动冲击电流，储能电路的电容和二极管易损坏。公开专利：CN202068363U公开了一种智能电动执行机构的三相电机制动电路，其原理是：当CPU控制器执行三相电机M停转指令时，正转控制输出端A立即关断启动电压而为低电平，反转控制输出端B 滞后于正转控制输出端A电压变化一设定时间t后输出启动电压即高电平令三相电机M反转，反转时间根据三相电机功率和负载大小设定，例如1秒，控制输出端B输出启动电压并维持三相电机M反转时间至设定时间后关断，三相电机M短暂时间反转可以有效抑制三相电机M的惯性旋转。该电路优点为：结构简单，成本低，但其制动时，反转信号是在三相交流电的任意时刻施加的，在设置相同的制动时间的情况下，在交流电不同瞬时电压的情况下，其制动力矩是不一样的，很容易出现制动不足或制动过头的情况，在一些精度要求高的场合，并不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为解决上述问题而提供一种无需直流制动所需的电容储能，降低了体积和成本，通过检测感生电压方向，可以准确地在电网电压与感生电压反向时刻开始施加制动脉冲电压，制动的一致性和精度高，且工作寿命长，电磁干扰低的带制动的三相电机正反转控制器。为此，本专利技术公开了一种带制动的三相电机正反转控制器，包括逻辑控制电路、输入电压检测电路、开关控制电路和感生电压检测电路，所述开关控制电路的控制输入端接逻辑控制电路的控制输出端，所述开关控制电路串接在三相电源输出端与电机的输入端之间，构成电机的正反转供电控制回路，所述感生电压检测电路用于检测电机断电时，电机绕组的感生电压的方向，并将检测结果输出给逻辑控制电路，所述感生电压检测电路用于检测电机绕组在电机断电时的感生电压的方向，在电机断电需要制动时，逻辑控制电路通过检测到相线电压与感生电压方向相反时，输出制动脉冲信号使开关控制电路的相应开关闭合导通，给该电机绕组输入与感生电压方向相反的制动脉冲电压，通过该绕组电流产生静止磁场，使电机转子因制动力矩快速停止转动。进一步的，所述输入电压检测电路包括光电耦合器P1、光电耦合器P2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2，所述光电耦合器P1的输入端、二极管D1和电阻R1串联后接在三相电源的L2和L3相线之间，所述光电耦合器P1的输出端接逻辑控制电路第一检测输入端，所述光电耦合器P2的输入端、二极管D2和电阻R2串联后接在三相电源的L1和L3相线之间，所述光电耦合器P2的输出端接逻辑控制电路第二检测输入端，三相电源的L3相线为公共端。进一步的，所述感生电压检测电路包括光电耦合器P3、二极管D3和电阻R3，所述光电耦合器P3的输入端、二极管D3和电阻R3串联后接在电机的输入端U和地之间，所述光电耦合器P3的输出端接逻辑控制电路第三检测输入端。进一步的，所述开关控制电路由半导体开关和/或机械触点开关组成。更进一步的，所述开关控制电路由半导体开关和机械触点开关串联的二级开关组成。更进一步的，所述半导体开关为可控硅开关，所述机械触点开关为电磁继电器开关。更进一步的，所述开关控制电路包括可控硅开关Q1-Q4、光电耦合器P4-P7和电磁继电器K1-K5，所述光电耦合器P4和P5的输入端串联后接逻辑控制电路的第一控制输出端，所述光电耦合器P4和P5的输出端分别接可控硅开关Q1和Q2的控制极，所述可控硅开关Q1和Q2反相并联后一端接三相电源的L1相线，另一端分别接电磁继电器K1和K2的开关的一端，所述电磁继电器K1和K2的开关的另一端分别接电机的输入端V和U，所述电磁继电器K1和K2的线圈分别接逻辑控制电路的第二控制输出端和第三控制输出端，所述光电耦合器P6和P7的输入端串联后接逻辑控制电路的第四控制输出端，所述光电耦合器P6和P7的输出端分别接可控硅开关Q3和Q4的控制极，所述可控硅开关Q3和Q4反相并联后一端接三相电源的L2相线，另一端分别接电磁继电器K3和K4的开关的一端，所述电磁继电器K3和K4的开关的另一端分别接电机的输入端V和U，所述电磁继电器K3和K4的线圈分别接逻辑控制电路的第三控制输出端和第二控制输出端，所述电磁继电器K5的开关串接在三相电源的L3相线和电机的输入端W之间，所述电磁继电器K5的线圈接逻辑控制电路的第五控制输出端，所述三相电源的L3相线接地。本专利技术还公开了一种三相电机制动方法，包括如下步骤：A1，三相电机断电；A2，分别检测三相电机其中一绕组的感生电压方向和三相电源的相线电压的方向；A3，当相线电压与感生电压方向相反时，将该相线与该绕组连通，给该绕组输入与感生电压方向相反的制动脉冲电压，通过该绕组电流产生静止磁场，使电机转子因制动力矩快速停止转动。本专利技术的有益技术效果：本专利技术无需直流制动所需的电容储能，降低了体积和成本，通过检测电机绕组的感生电压方向，可以准确地在电网电压与感生电压反向时刻开始施加制动脉冲电压，制动的一致性和精度高，开关控制电路由半导体开关或半导体开关与机械触点开关的组合，在正常工作和制动时是由半导体开关接通或断开电机负载，不需要机械触点开关直接切换电机负载，所以不存在机械触点开关拉弧失效的缺陷，工作寿命长，电磁干扰低。附图说明图1为本专利技术实施例的电路原理图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。本专利技术公开了一种三相电机制动方法，包括如下步骤：A1，三相电机断电。具体的，包括正转断电和发转断电。A2，分别检测三相电机其中一绕组的感生电压方向和三相电源的相线电压的方向。可以采用二极管组成的电路进行检测，也可以使用电压比较器等其它现有的电压方向检测电路进行检测，此是本领域技术人员容易想到的。A3，当相线电压与感生电压方向相反时，将该相线与该绕组连通，给该绕组输入与感生电压方向相反的制动脉冲电压，通过该绕组电流产生静止磁场，使电机转子因制动力矩快速停止转动。如图1所示，本专利技术还公开了一种带制动的三相电机正反转控制器，包括逻辑控制电路1、输入电压检测电路2、开关控制电路3和感生电压检测电路4，本具体实施例中，逻辑控制电路1设置有电源正端VCC，电源负端GND，正转控制电压输入端Fin，反转控制电压输入端Rin和控制公共端COM，所述开关控制电路3的控制输入端接逻辑控制电路1的控制输出端，所述开关控制电路3串接在三相电源的L1、L2和L3相线（输出端）与电机的输入端U、输入端V和输入端W之间，构成电机的正反转供电控制回路，所述感生电压检测电路4用于检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带制动的三相电机正反转控制器，其特征在于：包括逻辑控制电路、输入电压检测电路、开关控制电路和感生电压检测电路，所述开关控制电路的控制输入端接逻辑控制电路的控制输出端，所述开关控制电路串接在三相电源输出端与电机的输入端之间，构成电机的正反转供电控制回路，所述感生电压检测电路用于检测电机绕组在电机断电时的感生电压的方向，并将检测结果输出给逻辑控制电路，所述电压检测电路用于检测三相电源的相线电压的方向，并将检测结果输出给逻辑控制电路，在电机断电需要制动时，逻辑控制电路通过检测到相线电压与感生电压方向相反时，输出制动脉冲信号使开关控制电路的相应开关闭合导通，给该电机绕组输入与感生电压方向相反的制动脉冲电压，通过该绕组电流产生静止磁场，使电机转子因制动力矩快速停止转动。

【技术特征摘要】
1.一种带制动的三相电机正反转控制器，其特征在于：包括逻辑控制电路、输入电压检测电路、开关控制电路和感生电压检测电路，所述开关控制电路的控制输入端接逻辑控制电路的控制输出端，所述开关控制电路串接在三相电源输出端与电机的输入端之间，构成电机的正反转供电控制回路，所述感生电压检测电路用于检测电机绕组在电机断电时的感生电压的方向，并将检测结果输出给逻辑控制电路，所述电压检测电路用于检测三相电源的相线电压的方向，并将检测结果输出给逻辑控制电路，在电机断电需要制动时，逻辑控制电路通过检测到相线电压与感生电压方向相反时，输出制动脉冲信号使开关控制电路的相应开关闭合导通，给该电机绕组输入与感生电压方向相反的制动脉冲电压，通过该绕组电流产生静止磁场，使电机转子因制动力矩快速停止转动。2.根据权利要求1所述的带制动的三相电机正反转控制器，其特征在于：所述输入电压检测电路包括光电耦合器P1、光电耦合器P2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2，所述光电耦合器P1的输入端、二极管D1和电阻R1串联后接在三相电源的L2和L3相线之间，所述光电耦合器P1的输出端接逻辑控制电路第一检测输入端，所述光电耦合器P2的输入端、二极管D2和电阻R2串联后接在三相电源的L1和L3相线之间，所述光电耦合器P2的输出端接逻辑控制电路第二检测输入端，三相电源的L3相线为公共端接地。3.根据权利要求1或2所述的带制动的三相电机正反转控制器，其特征在于：所述感生电压检测电路包括光电耦合器P3、二极管D3和电阻R3，所述光电耦合器P3的输入端、二极管D3和电阻R3串联后接在电机的输入端U和地之间，所述光电耦合器P3的输出端接逻辑控制电路第三检测输入端。4.根据权利要求1所述的带制动的三相电机正反转控制器，其特征在于：所述开关控制电路由半导体开关和/或机械触点开关组成。5.根据权利要求4所述的带制动的三相电机正反转控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建涛，曾志铭，吴盛源，
申请(专利权)人：库顿电子科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35