CN101188158A - 一种直流电磁制动器的电源模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流电磁制动器的电源模块。主要解决直流电磁制动器采用单一工作电压存在的电能和原材料浪费以及容易出现电机故障的技术问题。电源模块包括主回路和控制回路，电机电源接桥式整流电路，电磁线圈接在直流输出端，在桥式整流电路的可控硅D2控制极和负输出端并联有串接的继电器常开触点和电阻R1，继电器线圈、电阻R3、R4、R5、R6和二极管D5依次串联，继电器线圈负极接桥式整流电路的交流输入端，二极管D5的正极与桥式整流电路的正输出端连接，在继电器线圈负极和电阻R4输出端之间并联有电容C3、串接的电容C2和电阻R7、串接的二极管D6、D7、D8，电容C2和电阻R7中间引出线接稳压管D11然后接三极管的基极，集电极接电阻R3输出端，发射极接继电器负极。

Description

一种直流电磁制动器的电源模块

技术领域：

本发明涉及电磁制动器的电源，特别涉及一种直流电磁制动器的电源模块。

背景技术：

国内的电磁制动器可分为交流式和直流式两种。老式的交流电磁制动器由于存在故障率高、效率低、高能耗、高噪音等缺点，正趋于淘汰。而直流电磁制动器与之相比具有节能、寿命长、生产工艺简单等优点，是发展的方向，应用很广泛。但是目前直流电磁制动器所使用的整流电源却不尽合理。一般的直流电磁制动器电源只提供一个不变的直流工作电压。但是制动器实际工作中，只有在刚接通电源时，电磁线圈要克服弹簧力吸引衔铁，需要较大的电磁力，才需要较大的电流；而在衔铁吸合后，电磁线圈要保持吸合状态，只需要较小的电磁力，此时只需要较小的电流。也就是说大部分时间里过剩的电能被线圈以发热的形式浪费掉了，同时还带来了一系列的问题如：维持电流大，则线圈工作发热大，绕制线圈时就必须考虑更大的铜线截面积、更高的绝缘强度、更好的散热，造成原材料的浪费，产品设计难度增加，成本上升；更重要的是，制动器的工作电流大，储存了较多的电磁能，造成断电后衔铁不能快速脱开制动，如果出现电机停机与再起动之间时间间隔很短的工况要求，电机可能出现停不下来的情况，这是不能被接受的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种双电压能自动切换的直流电磁制动器电源模块，主要解决直流电磁制动器采用单一工作电压存在的电能和原材料浪费以及容易出现电机故障的技术问题。本发明的技术方案为：一种直流电磁制动器的电源模块，包括主回路和控制回路，其中主回路线路结构为：电机电源并联一只压敏电阻TNR1后接由4个二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式整流电路，D2为可控硅，压敏电阻TNR1用于电压保护吸收，电磁线圈接在直流输出端正负极之间，在直流输出端并联有一个压敏电阻TNR2和一个二极管D9，压敏电阻TNR2用于电压保护吸收，二极管D9为续流二极管，用于吸收直流制动线圈的反电势，在桥式整流电路负输出端和交流输入端之间并联有保护晶闸管的串接的电阻R2和电容C1，通过阻容吸收过电压。在桥式整流电路的可控硅D2控制极和桥式整流电路负输出端并联有串接的继电器常开触点和电阻R1。控制回路的一端接桥式整流电路的交流输入端，另一端接桥式整流电路的正输出端，控制回路的线路结构为：继电器线圈、电阻R3、R4、R5、R6和二极管D5依次串联，继电器线圈负极接桥式整流电路的交流输入端，二极管D5的正极与桥式整流电路的正输出端连接，在继电器线圈负极和电阻R4输出端之间并联有电容C3、串接的电容C2和电阻R7、串接的二极管D6、D7、D8，其中D6的正极与D7正极相连，D7负极与D8的正极相连，电容C2和电阻R7中间引出线接稳压管D11然后接三极管的基极，三极管的集电极接电阻R3输出端，三极管的发射极接继电器负极。

本发明的有益效果是：选用元件均为常规元件，采购方便；电路简单，少量制造时工人按照设计图纸在环氧树脂板上进行少量的加工、焊接上元件就可以工作，大量生产或者工艺要求高时则可以使用印刷电路板加环氧树脂封装的方法，具备生产可行性，灵活方便；直接使用电机工作电源，不需外接电源；由于使用了电子电路，体积小巧，安装方便，增强了通用性；加入了保护电路(由电路中的压敏电阻TNR1、TNR2、阻容吸收R2、C1及续流二极管D9组成)，可以耐受操作过电压和一定程度的故障电压电流冲击，工作稳定可靠；成本低廉，而且由于可以自行生产，不用再向电机生产商采购，降低了维修成本，缩短了维修周期；对电磁线圈的工作采用强励启动，弱励保持的控制方式，使线圈吸合更可靠，具有较好的节能效果；电源提供的维持电流小，则线圈工作发热小，可以选用截面积更小的铜线，更小的散热装置，节省了铜材同时有利于电机整机体积的缩小；降低了维持电流后，工作时电磁线圈中剩磁也就小，衔铁释放更迅速，制动更灵活；除了一般电机圆盘式电磁制动器，该装置还能广泛应用于各种设备中直流制动器、离合器电磁线圈的控制。该装置在使用过程中能产生良好的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1为本发明电路图

图2为本发明与电机连接线路图

图2中：1-电源模块，2-电机电磁制动器，3-电机正转常开触点，4-电机反转常开触点。

具体实施方式：

参照图1，直流电磁制动器的电源模块，包括主回路和控制回路，点划线框内为控制回路，点划线框外为主回路，其中主回路线路结构为：电机电源并联一只压敏电阻TNR1后接由4个二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式整流电路，其中D2为可控硅，电机工作电源：380VAC 50Hz或220VAC 50Hz。把电动机工作电源的工频交流电直接整流成直流电源供电磁线圈使用。在二极管桥式整流电路负输出端接直流输出负极，桥式整流电路正输出端接两个5、6连接端子后接直流输出正极，在直流输出端并联有一个压敏电阻TNR2和一个二极管D9，电磁线圈接在直流输出端正负极之间，根据不同工作时段的要求，提供两种不同电压等级的电源信号供电磁线圈使用，并实现自动切换功能，中间无需人工干预。压敏电阻TNR2用于电压保护吸收，二极管D9为续流二极管，用于吸收直流制动线圈的反电势，在桥式整流电路负输出端和交流输入端之间并联有保护晶闸管的串接的电阻R2和电容C1，通过阻容吸收过电压。在桥式整流电路的可控硅D2控制极和桥式整流电路负输出端并联有串接的继电器常开触点J`和电阻R1。控制回路的一端接桥式整流电路的交流输入端，另一端接桥式整流电路的正输出端，经过电路的处理，控制回路得到的电源信号不是简单的半波整流信号，而是波动很小、较为稳定的直流电源。控制回路的线路结构为：继电器线圈、电阻R3、R4、R5、R6和二极管D5依次串联，继电器线圈负极接桥式整流电路的交流输入端，二极管D5的正极与桥式整流电路的正输出端连接，在继电器线圈负极和电阻R4输出端之间并联有电容C3、串接的电容C2和电阻R7、串接的二极管D6、D7、D8，其中D6的正极与D7正极相连，D7负极与D8的正极相连，电容C2和电阻R7中间引出线接稳压管D11然后接三极管的基极，三极管的集电极接电阻R3输出端，三极管的发射极接继电器负极。参照图2，电源模块1的1、2端子接电机的接线端，电源模块的3、4端子间接电机电磁制动器2，电源模块的5、6端子间并联有电机正转常开触点电机正转常开触点3和电机反转常开触点4。

电路刚接通时的短时间内，由于控制回路通过电阻R6、R5、R7向电容C2充电，C2两端相当于短接，Ib＝0，三极管D10不工作，电流流过继电器J，继电器常开触点J`闭合，可控硅(可控硅也称晶闸管，是电路中桥式整流电路桥臂上的D2管)门极导通，可控硅工作，此时主回路为全波整流电路，输出有效值幅值为0.9倍电机工作电压的直流电压信号；其后随着电容的充电过程，稳压管D11两端的电压逐渐升高，当升高至6V时稳压管反向击穿，开始工作，Ib迅速建立，三极管D10饱和导通，此时继电器支路相当于开路，电流Ij＝0，继电器常开触点J`断开，可控硅门极电流为0，可控硅不工作，主回路变为半波整流电路，输出有效值幅值为0.45倍电机工作电压的直流电压信号。也就是启动瞬间电流较大，电磁线圈产生较大的电磁吸合力，吸合更可靠；稳定工作时电流较小，节省电能，电磁线圈发热更小，使衔铁释放更迅速。当电机工作电源发生过电压故障，或者电磁线圈因为外部原因产生非期望的感生电流时，模块中的保护电路可以有效保护控制回路和电磁线圈不受损坏。

Claims (5)

1.一种直流电磁制动器的电源模块，其特征是包括主回路和控制回路，其中主回路线路结构为：电机电源接由4个二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式整流电路，D2为可控硅，电磁线圈接在直流输出端正负极之间，在桥式整流电路的可控硅D2控制极和桥式整流电路负输出端并联有串接的继电器常开触点和电阻R1，控制回路的一端接桥式整流电路的交流输入端，另一端接桥式整流电路的正输出端，控制回路的线路结构为：继电器线圈、电阻R3、R4、R5、R6和二极管D5依次串联，继电器线圈负极接桥式整流电路的交流输入端，二极管D5的正极与桥式整流电路的正输出端连接，在继电器线圈负极和电阻R4输出端之间并联有电容C3、串接的电容C2和电阻R7、串接的二极管D6、D7、D8，其中D6的正极与D7正极相连，D7负极与D8的正极相连，电容C2和电阻R7中间引出线接稳压管D11然后接三极管的基极，三极管的集电极接电阻R3输出端，三极管的发射极接继电器负极。

2.根据权利要求1所述的一种直流电磁制动器的电源模块，其特征是在电源输入端的并联有电压保护吸收压敏电阻TNR1。

3.根据权利要求1所述的一种直流电磁制动器的电源模块，其特征是在直流输出端并联有吸收过电压的压敏电阻TNR2，

4.根据权利要求1所述的一种直流电磁制动器的电源模块，其特征是在桥式整流电路负输出端和交流输入端之间并联有保护晶闸管的串接的电阻R2和电容C1，通过阻容吸收过电压。

5.根据权利要求1所述的一种直流电磁制动器的电源模块，其特征是在直流输出端并联有续流二极管D9，用于吸收直流制动线圈的反电势。

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