一种基于过零点检测控制的正反转模块制造技术

本发明专利技术公开一种基于过零点检测控制的正反转模块，包括电源电路、互锁延时电路、驱动电路、开关电路、检测电路、控制单元；驱动电路串联在互锁延时电路和开关电路之间，开关电路串联在负载电源与电机的绕线组接线端之间；检测电路的信号输入端连接开关电路；控制单元连接互锁延时电路以检测是否存在正转信号和/或反转信号，控制单元通过所述检测电路与所述驱动电路连接，该控制单元输出刹车信号至所述驱动电路，驱动电路根据刹车信号驱动所述开关电路中相应的开关导通，实现对电机的正反转控制和刹车控制。本发明专利技术兼具正反转控制和刹车功能，无需额外增加刹车组件，可调节刹车时间和力度，具有刹车结构简单、性能优良、可靠性高的特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于过零点检测控制的正反转模块


[0001]本专利技术涉及三相电机正反转控制
，尤其涉及一种基于过零点检测控制的正反转模块。

技术介绍

[0002]三相电机是指用交流电驱动的交流电动机，三相电机转动的原理：给三相电机施加三相电，电机定子在三相电的作用下，产生一个旋转磁场，磁场与转子形成相对切割运动，转子导体上产生感应电动势并产生感性电流。载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转。转子转动方向与磁场方向有关，而磁场方向与三相电的相序有关，通过电机电源三相电相序的切换，就能控制电机的旋转方向。三相电机正反转模块可用于三相电相序的切换，从而控制电机的转动方向。
[0003]如果把三相电换成直流电，此时电机定子产生的磁场为恒定磁场，该磁场会阻碍电机转子的转动，形成刹车的效果。
[0004]目前用于三相电机控制的正反转模块大多数只能用于控制三相电机的正反转，其主要构成的部分是互锁延时电路、光耦隔离电路、功率组件电路。如果需要用到刹车功能，通常是采用反向制动或外加刹车组件的方式。而反向制动精准度较低，容易出现刹不停或过度刹车变成反转。外加刹车组件结构较复杂，且成本高。
[0005]个别正反转模块具有刹车功能，如CN201820080042.4《一种直流制动的三相电机正反转控制器》可以实现较好的刹车功能，但是控制电路较复杂，成本高：该方案采用的方式是三相电源通过二极管整流成直流电源，然后通过IGBT进行PWM控制，使得通过电机的电流恒定，在电机内部形成一个恒定磁场，阻止电机转动，形成刹车效果。由于该方案的刹车和正反转是独立的，且不能同时工作，需要用开关隔开，对产品的控制时序要求较高。
[0006]有鉴于此，本专利技术人研究出一种具有正反转控制功能和刹车功能的基于过零点检测控制的正反转模块。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种基于过零点检测控制的正反转模块，通过在常规的正反转模块上增加刹车功能，使得正反转模块兼具正反转控制和刹车功能，且无需额外增加刹车组件，可调节刹车时间和力度，具有刹车结构简单，刹车性能优良，可靠性高的特点。
[0008]为达到上述技术目的，本专利技术采用以下一种技术方案：
[0009]一种基于过零点检测控制的正反转模块，包括电源电路、互锁延时电路、驱动电路、开关电路、检测电路、控制单元；
[0010]所述互锁延时电路具有正转信号输入端、反转信号输入端，所述驱动电路串联在互锁延时电路和开关电路之间，所述开关电路串联在负载电源与电机的绕线组接线端之间，构成电机的正反转供电控制回路；
[0011]所述检测电路的信号输入端连接开关电路，以检测负载电源过零点信号以及负载
电源的输入电压正负方向信息；
[0012]所述控制单元连接互锁延时电路以检测是否存在正转信号和/或反转信号，该控制单元还通过所述检测电路与所述驱动电路连接，在检测到负载电源过零点信号且无正转信号和反转信号时，该控制单元输出刹车信号至所述驱动电路，所述驱动电路根据刹车信号驱动所述开关电路中相应的开关导通，以形成将负载电源输入的交流电整流为直流电的整流电路，使电机因直流电产生的恒定方向磁场而制动。
[0013]进一步的，所述互锁延时电路包括正转输出端F_S、正转互锁输出端F_L、反转输出端R_S、反转互锁输出端R_L，所述驱动电路包括驱动开关T1、驱动开关T3、驱动开关T5以及互锁开关T2、互锁开关T4；所述开关电路包括连接于负载电源输出线L1与绕线组接线端U之间第一开关K1、连接于负载电源输出线L2与绕线组接线端U之间的第二开关K2、连接于负载电源输出线L1与绕线组接线端V之间的第三开关K3、连接于负载电源输出线L2与绕线组接线端V之间的第四开关K4、连接于负载电源输出线L3与绕线组接线端W之间的第五开关K5；
[0014]所述正转输出端F_S依次连接驱动开关T1、光耦PX1和光耦PX4，正转互锁输出端F_L依次连接互锁开关T4、驱动开关T3，所述反转输出端R_S依次连接驱动开关T3、光耦PX2和光耦PX3，反转互锁输出端R_L依次连接互锁开关T2和驱动开关T1，所述正转输出端F_S还依次连接驱动开关T5和光耦PX5，所述反转输出端R_S还依次连接驱动开关T5和光耦PX5；
[0015]当所述正转输出端F_S输出高电平，导通的所述驱动开关T1分别通过光耦PX1、光耦PX4控制第一开关K1、第四开关K4导通，导通的所述驱动开关T5通过光耦PX5控制第五开关K5导通，电机正转；当所述反转输出端R_S输出高电平，导通的所述驱动开关T3分别通过光耦PX2、光耦PX3控制第二开关K2、第三开关K3导通，导通的所述驱动开关T5通过光耦PX5控制第五开关K5导通，电机反转；
[0016]当所述正转互锁输出端F_L输出高电平，互锁开关T4导通，驱动开关T3关断，或者当所述反转互锁输出端R_L输出高电平，互锁开关T2导通，驱动开关T1关断，实现互锁。
[0017]进一步的，所述检测电路采用过零检测及极性保护电路，所述控制单元采用逻辑控制电路；
[0018]所述过零检测及极性保护电路包括光耦P2、光耦P3和光耦P4，所述光耦P2输入端接负载电源输出线L1，所述光耦P3输入端与光耦P2输入端串联后，接入负载电源输出线L2，所述光耦P4与光耦P2和光耦P3反并联，所述光耦P2信号输出端连接所述逻辑控制电路；所述逻辑控制电路的信号输出端通过所述光耦P3连接驱动开关T3、通过所述光耦P4连接驱动开关T1；
[0019]当所述控制单元输出刹车信号时，若负载电源输出线L1电压大于负载电源输出线L2，该刹车信号通过光耦P3输出至驱动电路，控制驱动开关T3导通，进而控制第二开关K2、第三开关K3导通，第一开关K1、第四开关K4关断，实现第二开关K2、第三开关K3、绕线组接线端U、绕线组接线端V形成第一电流回路；若负载电源输出线L2电压大于负载电源输出线L1，该刹车信号通过光耦P4输出至驱动电路，控制驱动开关T1导通，进而控制第一开关K1、第四开关K4导通，第二开关K2、第三开关K3关断，实现第一开关K1、第四开关K4、绕线组接线端U、绕线组接线端V形成第二电流回路。
[0020]进一步的，所述驱动开关T1、驱动开关T3、驱动开关T5、互锁开关T2、互锁开关T4均采用开关三极管或MOS管开关。
[0021]进一步的，该模块还包括串接在电源电路输出端和互锁延时电路输入端之间的降压电路。
[0022]采用上述方案后，本专利技术实现正反转控制和刹车功能的整体原理为：
[0023]互锁延时电路用于接受正转信号和/或反转信号，检测电路检测负载电源过零点信号以及负载电源的输入电压正负方向信息；控制单元则检测互锁延时电路是否存在正转信号和/或反转信号。
[0024]当控制单元检测到负载电源过零点信号且互锁延时电路无正转信号和反转信号时，控制单元发出刹车信号，通过驱动电路响应刹车信号，并驱动所述开关电路中相应的开关导通，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于过零点检测控制的正反转模块，其特征在于：包括电源电路、互锁延时电路、驱动电路、开关电路、检测电路、控制单元；所述互锁延时电路具有正转信号输入端、反转信号输入端，所述驱动电路串联在互锁延时电路和开关电路之间，所述开关电路串联在负载电源与电机的绕线组接线端之间，构成电机的正反转供电控制回路；所述检测电路的信号输入端连接开关电路，以检测负载电源过零点信号以及负载电源的输入电压正负方向信息；所述控制单元连接互锁延时电路以检测是否存在正转信号和/或反转信号，该控制单元还通过所述检测电路与所述驱动电路连接，在检测到负载电源过零点信号且无正转信号和反转信号时，该控制单元输出刹车信号至所述驱动电路，所述驱动电路根据刹车信号驱动所述开关电路中相应的开关导通，以形成将负载电源输入的交流电整流为直流电的整流电路，使电机因直流电产生的恒定方向磁场而制动。2.如权利要求1所述的一种基于过零点检测控制的正反转模块，其特征在于：所述互锁延时电路包括正转输出端F_S、正转互锁输出端F_L、反转输出端R_S、反转互锁输出端R_L，所述驱动电路包括驱动开关T1、驱动开关T3、驱动开关T5以及互锁开关T2、互锁开关T4；所述开关电路包括连接于负载电源输出线L1与绕线组接线端U之间第一开关K1、连接于负载电源输出线L2与绕线组接线端U之间的第二开关K2、连接于负载电源输出线L1与绕线组接线端V之间的第三开关K3、连接于负载电源输出线L2与绕线组接线端V之间的第四开关K4、连接于负载电源输出线L3与绕线组接线端W之间的第五开关K5；所述正转输出端F_S依次连接驱动开关T1、光耦PX1和光耦PX4，所述正转互锁输出端F_L依次连接互锁开关T4、驱动开关T3，所述反转输出端R_S依次连接驱动开关T3、光耦PX2和光耦PX3，反转互锁输出端R_L依次连接互锁开关T2和驱动开关T1，所述正转输出端F_S还依次连接驱动开关T5和光耦PX5，所述反转输出端R_S还依次连接驱动开关T5和光耦PX5；当所述正转输出端F_S输出高电平，导通的所述驱动开关T1分别通过光耦PX1、光耦PX4控制第一开关K1、第四开关K4...

【专利技术属性】
技术研发人员：林育超，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：