数控制动器制造技术

一种数控制动器属应用于实现交流异步电动机快速制动的电子数控装置，本制动器由电源３８０Ｖ线电压经全波整流电路（１）连于大功率开关器件ＩＧＢＴ后再连于三相交流电机绕组的两个接线端子上，两个接线端子还并联续流二极管，电子智能制动器控制电路（２）分别连于大功率开关器件ＩＧＢＴ及单片机控制电路（４），单片机控制电路（４）输出与显示器（３）相连，电源电路（５）分别连于继电器控制电路（６）和电子智能制动器控制电路（２）。本数控制动器克服了现有技术的不足，具有制动转矩稳定，能实现交流电机制动的精确控制，且操作方便。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于实现交流异步电动机快速制动的电子数控装置，该装置采用微机数控技术和电力电子技术来实现对交流电动机的快速制动，可广泛应用于机床、纺织、造纸、印刷等设备中。
技术介绍
大量的由交流异步电动机拖动的生产设备常需要快速制动，必须附加制动装置。目前采用的制动装置有如下三种1、电磁制动器(电磁抱闸)，2、附加制动变压器直流能耗制动线路，3、新型电子制动器。这三种方法目前均较普遍采用。第一种电磁制动器需要在电机的转轴上安装制动盘，且要对之定期维护，禁油，需要低压直流制动电源，制动时间不能精确调节，使用不便；第二种较为常用，需用制动变压器，线路虽然简单，但是不便调节，体积重量大；第三种电子制动器是最新发展起来的，运用电子技术，方便调节制动参数，体积小，重量轻，维护工作量小，寿命长。电子制动器的一个最大的特征是去除常规能耗制动线路的提供整流电源的制动变压器，而是运用电力电子技术及微机控制技术，直接变换交流电，输出可控的直流制动电流，能方便精确调节制动参数。仅用电子时间继电器应用在方式二中控制制动时间不能称为电子制动器。目前国内市场上的电子制动器的特点是该装置利用电力电子技术和微机控制技术来实现对交流异步电机的制动，具有制动迅速，安全可靠，寿命长等优点。可以实时监测电机的运行状态，自动调节制动时间，并可以根据用户要求设置不同的制动电流，从而实现最佳的制动效果。不足之处是1、采用二进制拨码开关来设定参数，不方便、不直观，其工作状态也不能直观反映；2、需经变压器隔离后输入控制电源，并且其外形尺寸较大，可推断其主回路控制器件采用的是半控器件——晶闸管，这决定了其制动电流谐波较大，制动转矩不平稳；3、对转速的监控方法只能对“Y”接法的三相电机制动有效，但实际上4Kw及以上的电机的接法均为“Δ”接法，不能普遍适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用大功率电力电子开关器件IGBT，运用现代电力电子技术、微机控制技术，专利技术一种新型的电子智能制动器，以克服现有技术的不足，实现交流电机制动的精确控制，且方便操作。本技术对交流电动机实现制动的基本原理为能耗制动。根据电机学理论，运转的交流异步电机在切除交流电后，迅速通入直流电于电机的绕组中，可实现能耗制动，能耗制动过程的获得的平均制动转矩的大小与通入的直流电流的平方成正比。如能精确地控制输入的直流电流的太小，就可精确地调节制动时间。本技术的主电路为将电源380V线电压经全波整流电路连于大功率开关器件，其输出连于三相交流电机绕组的两个接线端子上，两个接线端子并联快恢复续流二极管，电子智能制动器控制电路分别连于大功率开关器件栅极及单片机控制电路，单片机控制电路输出连于显示器，电源电路分别连于继电器控制电路和电子智能制动器控制电路。上述单片机控制电路的组成是，单片机分别经译码器再分别连于两个数码显示器进行分时扫描显示、经驱动器连于一位数码显示器、经驱动器连于直流蜂鸣器，还分别连于E2ROM和按键，单片机还分别通过三个光电隔离电路分别连于与电子智能制动器控制电路相连的接口。所述电子智能制动控制电路的组成是，集成电源控制芯片的输出连于大功率开关器件，由电流互感信号经放大器后再经整流电路送入比较器组成的过流保护电路经光电隔离电路再通过二极管与集成电源控制芯片输出相连，由充电电容连于比较器组成的通电限时电路既连于继电器控制电路又通过二极管与集成电源控制芯片输出相连。工作原理及工作过程是将380V线电压经全波整流后得到脉动直流电压，该直流电经大功率开关器件IGBT进行脉冲宽度调制(PWM)斩波，加到三相交流电机的两个接线端子上，这两个接线端子并联快恢复续流二极管。调节IGBT导通脉冲的宽度(占空比)，就可有效地调节电机获得的直流制动电流的大小，获得所需的制动转矩，从而调节制动时间。控制IGBT的PWM脉冲由集成电源芯片输出，其PWM脉冲的占空比大小由89C51单片微机控制板根据电机功率、要求的制动时间进行智能控制。本技术除了制动器所应该具备的基本性能及技术条件外，其创新之处或有益效果是1、采用新型大功率电力电子开关器件，采用PWM开关方式控制输出制动电流，无需制动变压器，体积小，重量轻。2、人机界面友好，采用数字显示、薄膜按钮，方便用户设定制动要求，可显示制动过程时间，可累计制动工作次数，系统重要数据采用I2C存贮器，可掉电保持。3、采用电源控制芯片结合单片机控制制动过程，运用人工智能技术，辨识制动效果，精确调节制动时间，制动转矩平稳。4、实现软起动技术，对系统冲击小，有效保护电机拖动系统。附图说明图1数控制动器组成框图。图2单片机控制电路原理图。图3电子智能制动器控制电路原理图，图3中右下角为电源电路原理图。图4数控制动器应用示意图。其中图(a)是数控制动器内部电路结构框图，图(b)应用示意图。图1中标号名称1、全波整流电路，2、电子智能制动器控制电路，3、显示器，4、单片机控制电路，5、电源电路，6、继电器控制电路。图2与图3中符号名称J1、J2——接口，U1——E2ROM，U4——单片机，U5、U6——驱动器，U7——译码器，O1—O4——光电隔离器，B1——直流蜂鸣器，LED1—LED3——显示器，U2——集成电源控制芯片，JP1、JP2——接口，U8——放大器，U3A——比较器，U4A——比较器，D1—D8——二极管，其它符号均为常用符号。图4中符号名称，N1、L1、L2、L3——接线端子，Kmr——运转接触器，Kmb——外部制动接触器。具体实施方式由图1可知，本技术的主电路，由电源380V的线电压经全波整流电路1整流后连于大功率开关器件IGBT，大功率开关器件IGBT连于三相交流电机绕组的两个接线端子上，快恢复续流二极管并联在这两个接线端子上，电子智能制动器控制电路2分别连于大功率开关器件IGBT及单片机控制电路4，单片机控制电路4输出连于数码显示器3，电源电路5分别连于电子智能制动器控制电路2和继电器控制电路6。由图2可知，单片机控制电路4的组成是，单片机89C51通过P0.0、P0.1、P0.2、P0.3四个口经译码器U7连于两个数码显示器LED1与LED2，提供两路数码管的段选，译码器可采用BCD七段译码器74LS48，两路的位选由单片机P0.5、P0.6口经驱动器U5——MC1413分别提供给两个数码显示器LED1、LED2。单片机P2口径驱动器U6——MC1413连于数码显示器LED3，控制一位数码管的显示，用于显示功能字符。单片机P1.0、P1.1口构成I2C总线，扩展一片I2C总线E2ROM芯片24C02，用于存储系统功能参数(如设定的制动时间，电机功率等)可掉电保持，上电时载入。单片机P1.2、P1.3口连于两只按键，即护展了两只按键。单片机P1.4口输出控制电子智能制动器控制电路2集成电源控制芯片的PWM脉冲，该脉冲经光电隔离器O2送至与电子智能制动器控制电路2相连的接口J1。单片机P1.5口的信号经驱动器U5——MC1413控制直流蜂鸣器B1，给操作者在按键输入时给予声音提示。单片机P1.7口用于指示系统运行于时间方式还是速度闭环方式，当速度/时间方式选择三相交流电机绕组线电压两个接线端子短接，经光电隔离器O4，P1.7口为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控制动器，其特征在于，由电源３８０Ｖ线电压经全波整流电路连于大功率开关器件后再连于三相交流电机绕组的两个接线端子上，两个接线端子之间并联快恢复续流二极管，电子智能制动器控制电路分别连于大功率开关器件及单片机控制电路，单片机控制电路输出与显示器相连，电源电路分别连于继电器控制电路和电子智能制动器控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆祥，黄文新，
申请(专利权)人：陈兆祥，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]