一种直流电机换向电路及其控制方法技术

本发明专利技术提拱了一种直流电机换向电路及其控制方法，包括包括功率开关、第一继电器、第二继电器、第一电子开关、第二电子开关，所述功率开关的输入端用于连接直流电机的驱动电源；所述功率开关电路、第一继电器、第二继电器均受控于控制单元。本电路主要实现通过微控制完成直流电机的正转和反转切换。并且可以实现直流电机的工作电流采集，从而实现各种对直流电机的控制；本电路先吸合继电器，然后通过MOS管开启电机，从而让继电器触点在不带负载时完成转换，保护继电器。保护继电器。保护继电器。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电机换向电路及其控制方法


[0001]本专利技术涉及换向电路领域，尤其涉及一种直流电机换向电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]直流电机的换向：直流电机的换向当电枢元件随着电枢的旋转，依次从一条支路转移到另一支路时，各元件中的电流也就从一种流动方向改变为另一种流动方向。直流电机的换向当电枢元件随着电枢的旋转，依次从一条支路转移到另一支路时，各元件中的电流也就从一种流动方向改变为另一种流动方向。这种利用机械方法（换向器和电刷）使元件中电流变换方向的现象称为换向。换向过程总是与元件被电刷短路的过程相伴随的。
[0003]在换向过程中，由于电流变化，换向元件中会产生自感电动势，俗称电抗电动势。当同槽中有多个元件同时换向时，电抗电动势还包括它们之间的互感电动势在内。这种电动势起阻止换向的作用。电抗电动势越大，换向越困难，甚至在电刷边上会产生火花。严重的火花有时发展成换向器环火而损坏换向器。
[0004]改善换向的主要方法是在两个主磁极之间装置换向极，用以在换向元件中产生切割电动势来抵消电抗电动势。因为电抗电动势是随着电流增大而增大的，故换向极绕组需与电枢串联，使换向极磁场及其相应的切割电动势也能随电枢电流同步增大。换向极应接成与电枢电流产生的磁场极性相反。
[0005]现有技术中，如果采用继电器直接对电机进行换向，在24V系统中继电器触点会因为感性负载非常容易损坏，且常规直流电机换向电路使用4个MOS管，组成H桥实现，但是4个MOS管的成本太高。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种直流电机换向电路及其控制方法，用以解决现有技术中当采用继电器对电机进行换向时，在24V系统中继电器触点会因为感性负载而损坏的问题。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：一种直流电机换向电路，包括功率开关、第一继电器、第二继电器、第一电子开关、第二电子开关，所述功率开关的输入端用于连接直流电机的驱动电源，功率开关的输出端连接第一继电器的切换触点的常开触点、第二继电器的切换触点的常开触点，第一继电器的切换触点的常闭触点、第二继电器的切换触点的常闭触点接地，第一继电器的切换触点的定触点、第二继电器的切换触点的定触点用于连接直流电机的电枢两端，所述电机的电枢两端分别通过续流二极管D8、D10接地，所述第一电子开关的一端连接第一继电器的线圈L1的一端，第一继电器的线圈L1的另一端连接在控制电源与地之间，所述第二电子开关的一端连接第二继电器的线圈L2的一端，第二继电器的线圈L2的另一端连接在控制电源与地之间，所述功率开关电路、第一继电器、第二继电器均受控于控制单元，第一继电器的线圈L1、第二继电器的线圈L2分别设有续流二极管D8、D10。
[0008]进一步的，所述功率开关包括智能电源开关BTS6143D，所述智能电源开关
BTS6143D的3脚为功率开关的输入端，智能电源开关BTS6143D的1、5脚并联为功率开关的输出端，智能电源开关BTS6143D的4脚通过电阻R68接地，智能电源开关BTS6143D的1脚连接连接电阻R65的一端，电阻R65的另一端连接NPN三极管Q13的集电极，NPN三极管Q13的发射级接地，NPN三极管Q13的基极连接控制单元。
[0009]进一步的，所述NPN三极管Q13的集电极连接二极管D13的阴极，NPN三极管Q13的发射极连接二极管D13和二极管D16的阳极所述二极管D13并联二极管D16。
[0010]进一步的，所述智能电源开关BTS6143D的4脚连接电阻R67的一端，电阻R67的另一端为电机电流采样输出口，电阻R67的另一端与地之间连接滤波电容C48。
[0011]进一步的，所述智能电源开关BTS6143D的1脚和5脚之间并联双向瞬态抑制二极管D17，智能电源开关BTS6143D的1、5脚与地之间连接滤波电容C49。
[0012]进一步的，所述控制电源通过二极管D25和短路保护电路连接第一继电器的线圈L1、第二继电器的线圈L2一端；所述短路保护电路为两个互相并联的电阻R60、R61。
[0013]进一步的，所述第一电子开关为NPN三极管Q10，所述NPN三极管Q10基极连接控制单元，所述NPN三极管Q10集电极连接第一继电器的线圈L1，所述NPN三极管Q10发射集接地。
[0014]进一步的，所述第二电子开关为NPN三极管Q12，所述NPN三极管Q12基极连接控制单元，所述NPN三极管Q12集电极连接第二继电器的线圈L2，所述NPN三极管Q12发射集接地。
[0015]适用于上述任一项所述的直流电机换向电路的控制方法，包括换向方法，当电机启动，需要进行换向时，功率开关关闭，再通过50ms 延时后，关闭第一电子开关，并导通第二电子开关。
[0016]进一步的，还包括启动方法，对任一电子开关进行导通，再通过50ms延时后，开启功率开关，启动电机。
[0017]本专利技术的有益效果：（1） 本电路主要实现通过微控制完成直流电机的正转和反转切换。并且可以实现直流电机的工作电流采集，从而实现各种对直流电机的控制；（2） 本电路先吸合继电器，然后通过MOS管开启电机，从而让继电器触点在不带负载时完成转换，保护继电器；（3） 本电路通过控制器进行控制，仅仅使用一个MOS管，成本大大降低。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术的电路原理图。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0021]实施例1如图1，一种直流电机换向电路，包括功率开关、第一继电器、第二继电器、第一电子开关、第二电子开关，所述功率开关的输入端用于连接直流电机的驱动电源，功率开关的输出端连接第一继电器的切换触点的常开触点、第二继电器的切换触点的常开触点，第一继电器的切换触点的常闭触点、第二继电器的切换触点的常闭触点接地，第一继电器的切换触点的定触点、第二继电器的切换触点的定触点用于连接直流电机的电枢两端，所述电机的电枢两端分别通过续流二极管D8、D10接地，所述第一电子开关的一端连接第一继电器的线圈L1的一端，第一继电器的线圈L1的另一端连接在控制电源与地之间，所述第二电子开关的一端连接第二继电器的线圈L2的一端，第二继电器的线圈L2的另一端连接在控制电源与地之间，所述功率开关电路、第一继电器、第二继电器均受控于控制单元，所述第一电子开关另一端、第二电子开关另一端通过二极管D15、二极管D14连接。
[0022]进一步的，所述功率开关包括智能电源开关BTS6143D，所述智能电源开关BTS614本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电机换向电路，其特征在于，包括功率开关、第一继电器、第二继电器、第一电子开关、第二电子开关，所述功率开关的输入端用于连接直流电机的驱动电源，功率开关的输出端连接第一继电器的切换触点的常开触点、第二继电器的切换触点的常开触点，第一继电器的切换触点的常闭触点、第二继电器的切换触点的常闭触点接地，第一继电器的切换触点的定触点、第二继电器的切换触点的定触点用于连接直流电机的电枢两端，所述电机的电枢两端分别通过续流二极管D8、D10接地，所述第一电子开关的一端连接第一继电器的线圈L1的一端，第一继电器的线圈L1的另一端连接在控制电源与地之间，所述第二电子开关的一端连接第二继电器的线圈L2的一端，第二继电器的线圈L2的另一端连接在控制电源与地之间，所述功率开关电路、第一继电器、第二继电器均受控于控制单元。2.如权利要求1所述的直流电机换向电路，其特征在于，所述功率开关包括智能电源开关BTS6143D，所述智能电源开关BTS6143D的3脚为功率开关的输入端，智能电源开关BTS6143D的1、5脚并联为功率开关的输出端，智能电源开关BTS6143D的4脚通过电阻R68接地，智能电源开关BTS6143D的1脚连接连接电阻R65的一端，电阻R65的另一端连接NPN三极管Q13的集电极，NPN三极管Q13的发射级接地，NPN三极管Q13的基极连接控制单元。3.如权利要求2所述的直流电机换向电路，其特征在于，所述NPN三极管Q13的集电极连接二极管D13的阴极，NPN三极管Q13的发射极连接二极管D13和二极管D16的阳极所述二极管D13并联二极管D16。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：古秋翔，徐飞飞，
申请(专利权)人：成都创科升电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：