CN101499751A - 正反转控制电路 - Google Patents

Abstract

一种正反转控制电路，含有控制回路和主回路，控制回路含有两个继电器(K1，K2)、两个三极管(Q1，Q2)；第一继电器(K1)一端与低压电源连接，另一端与第一三极管(Q1)集电极连接，第一三极管(Q1)基极接一启动信号，发射极接地；第二继电器(K2)一端与低压电源连接，另一端与第二三极管(Q2)集电极连接，第二三极管(Q2)基极接一方向控制信号，发射极接地；主回路含有正、反向开关(S1、S2)、电机主绕组(L1)、副绕组(L2)、电容(C)，第一继电器(K1)的触点与交流电源(L，N)连接，第二继电器(K2)的一对触点与第一继电器(K1)的一个触点连接，当第二继电器(K2)的触点位于不同位置时，通过正向开关(S1)使副绕组(L2)与电容(C)串联或通过反向开关(S2)使主绕组(L1)与电容(C)串联。

Description

正反转控制电路

技术领域

本发明涉及一种正反转控制电路，具体地说是在带限位的医疗设备中应用于单相交流电机的正反转控制电路。

背景技术

在一些医疗设备，例如X光机的压迫器上，需要由一个单相交流电机进行驱动。这个单相交流电机需要有正、反转功能，并且在电机的传动机构所到达的上、下两个极限位置设有限位装置。

常用的单相交流电机控制电路如图1所示。图1的左侧是一个控制回路，右侧是一个主回路。控制回路的作用是对主回路进行控制，一般为低压回路；主回路的作用是对单相交流电机进行控制，一般为高压回路。通常由图1中的继电器K1来控制电机的启动、停止，由继电器K2、K3来切换电机的运行方向。

具体而言，控制回路中含有三个继电器K1、K2、K3，其中继电器K1线包的一端与三极管Q1的集电极相连，另一端与低压电源VCC相连。三极管Q1的基极连接一启动信号，其发射极接地GND。继电器K2线包的一端与三极管Q2的集电极相连，另一端与继电器K3的常闭触点k3相连，再通过一正向限位开关S1连接至上述低压电源VCC。三极管Q2的基极连接一正向运动信号，其发射极接地GND。继电器K3线包的一端与三极管Q3的集电极相连，另一端与继电器K2的常闭触点k2相连，再通过一反向限位开关S2连接至上述低压电源VCC。三极管Q3的基极连接一反向运动信号，其发射极接地GND。

主回路中含有三个继电器K1、K2、K3的连动常开触点各2组。其中继电器K1的2组连动常开触点用于闭合或断开与单相交流电的火线L(Live)和零线N(Neutral)的连接。继电器K2的2组连动常开触点用于闭合或断开与K1的2组常开触点的连接。继电器K3的2组连动常开触点也用于闭合或断开与K1的2组常开触点的连接。继电器K2的2组常开触点或继电器K3的2组常开触点之间连接有主绕组L1、副绕组L2、运行电容C。

当控制回路中位于三极管Q1基极的启动信号为高电平并且位于三极管Q2基极的正向运动信号为高电平时，主回路中K1的2组常开触点和K2的2组常开触点吸合，单相交流电L、N分别通过上述K1、K2的2组常开触点加在电机的主绕组L1、副绕组L2和运行电容C上。此时电机的副绕组L2和运行电容C串联，电机具有正向的启动角，电机正向运转。当电机的传动机构运行到正向限位开关S1时，原来设置为常闭触点的正向限位开关S1断开，控制回路中继电器K2的线包失电，主回路中继电器K2的2组常开触点断开，电机停止正向运转。

当控制回路中位于三极管Q1基极的启动信号为高电平并且位于三极管Q3基极的反向运动信号为高电平时，主回路中K1的2组常开触点和K3的2组常开触点吸合，单相交流电L、N分别通过上述K1、K3的2组常开触点加在电机的主绕组L1、副绕组L2和运行电容C上。此时电机的主绕组L1和运行电容C串联，电机具有反向的启动角，电机反向运转。当电机的传动机构运行到反向限位开关S2时，原来设置为常闭触点的反向限位开关S2断开，控制回路中继电器K3的线包失电，主回路中继电器K3的2组常开触点断开，电机停止反向运转。

继电器K2、K3的常闭触点k2、k3分别串联在继电器K3、K2的控制回路中，作为互锁电路。即控制回路中继电器K3得电时，K3的常闭触点k3断开，此时即使有正向运动信号，K2线包也不会得电。同理，控制回路中继电器K2得电时，K2的常闭触点k2断开，此时即使有反向运动信号，K3线包也不会得电，从而防止了电路的误动作。

从电路原理上讲，图1所示的正反转电路逻辑正确，工作可靠，但是该电路中存在以下不足：

首先，上述控制电路中限位开关S1、S2作用于控制回路，而不能直接作用于主电路，因此当控制回路中的继电器发生故障时，控制回路就无法对主回路进行控制。例如，如果继电器K2发生故障，则当电机的传动机构运行到正向限位开关S1时，控制回路中继电器K2的线包不失电，主回路中继电器K2的2组常开触点不断开，电机继续正向运转。因此，限位开关S1、S2作用于不能直接作用于主回路降低了整个控制电路的安全性，增大了控制电路的风险。

其次，继电器K2，K3需要用到3组触点，其中一组位于控制回路中，另外两组作为连动触点作用于主回路中。较多的触点会增加控制电路的成本。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种正反转控制电路，使得在该电路的控制电路中限位开关能够直接作用于主回路，并减少继电器的使用数量，节约电路成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：一种正反转控制电路，用于控制一单相交流电机，含有控制回路和主回路，其中，

控制回路含有第一和第二继电器、第一和第二三极管；所述第一继电器线包的一端与一低压电源连接，另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与一启动信号连接，其发射极接地；所述第二继电器线包的一端与所述低压电源连接，另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与一方向控制信号连接，其发射极接地；

主回路含有正向限位开关和反向限位开关、一电机主绕组、一电机副绕组、一运行电容，所述第一继电器的触点与一单相交流电源连接，所述第二继电器的触点与所述第一继电器的一个触点连接，当所述第二继电器的触点位于不同位置时，通过所述正向限位开关或通过所述反向限位开关使所述电机副绕组与所述运行电容串联后再与所述电机主绕组并联或使所述电机主绕组与所述运行电容串联后再与所述电机副绕组并联。

根据本发明的一个优选实施例，所述主回路中所述第一继电器的两个常开触点与所述单相交流电源连接，所述第二继电器的一对触点与所述第一继电器的一个常开触点连接。

根据本发明的一个优选实施例，所述启动信号为高电平，且所述方向控制信号为低电平时，所述第一继电器的两个常开触点闭合，所述第二继电器的常闭触点闭合。所述主回路中当所述第二继电器的常闭触点闭合时，通过所述正向限位开关使所述电机副绕组与所述运行电容串联后再与所述电机主绕组并联。

根据本发明的一个优选实施例，所述单相交流电机具有一驱动装置，当所述驱动装置运行至所述正向限位开关时，断开所述第一继电器的触点与所述单相交流电源的连接。

根据本发明的一个优选实施例，所述启动信号为高电平，且所述方向控制信号为高电平时，所述第一继电器的两个常开触点闭合，所述第二继电器的常开触点闭合。所述主回路中当所述第二继电器的常开触点闭合时，通过所述反向限位开关使所述电机主绕组与所述运行电容串联后再与所述电机副绕组并联。

根据本发明的一个优选实施例，所述单相交流电机具有一驱动装置，当所述驱动装置运行至所述反向限位开关时，断开所述第一继电器的触点与所述单相交流电源的连接。

本发明提供的正反转控制电路与现有技术中的正反转控制电路相比具有以下特点：

首先，通过将限位开关直接作用于主回路，降低了整个控制电路因在控制回路的继电器发生故障时，增加了整个控制电路的安全性，增大了控制电路的风险。

其次，本发明中只需使用两个继电器，而且继电器K2只需要一对触点，减少了所需电路元件，节约了成本。

再次，减少了控制信号的数量，将现有技术中的3个控制信号，即启动信号、正向控制信号、反向控制信号减少为两个控制信号，即启动信号、方向控制信号，减少了控制量，更加简化了电路。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述，其中：

图1是现有技术中的正反转控制电路的电路图。

图2是本发明的正反转控制电路的电路图。

具体实施方式

图2是本发明的正反转控制电路的电路图。图2中的正反转控制电路由位于图2左侧的控制回路和位于图2右侧主回路构成。

控制回路的作用是对主回路进行控制。控制回路主要由两个继电器K1、K2组成。继电器K1线包的一端与一个三极管Q1的集电极相连，另一端与低压电源VCC相连。三极管Q1的基极连接一启动信号，其发射极接地GND。类似地，继电器K2线包的一端与另一个三极管Q2的集电极相连，另一端与上述低压电源VCC相连。三极管Q2的基极连接一方向控制信号，其发射极接地GND。

主回路的作用是对单相交流电机进行控制。单相交流电机驱动一个与之相连的传动机构进行运动。传动机构通常设置为传动杆的形式，该传动杆包括丝杆和丝杆螺母。为了限制丝杆螺母的运动范围，在主回路中分别设置一个正向限位开关S1和一个反向限位开关S2。此外，主回路中还含有一电机主绕组L1、一电机副绕组L2、一运行电容C。第一继电器K1的两组触点分别与一单相交流电源的两极L、N连接。继电器K1的上述触点采用了两个常开触点并且这两个常开触点为连动触点，即同时与单相交流电源的两极L、N闭合，或者同时与单相交流电源的两极L、N断开。第二继电器K2的一对触点与第一继电器K1的常开触点中的一个触点连接，并且当第二继电器K2的触点位于不同位置时，分别连接正向限位开关S1和反向限位开关S2。具体地说，当继电器K2的常闭触点闭合时，连接正向限位开关S1，使电机副绕组L2与运行电容C串联后与电机主绕组L1并联。当继电器K2的常开触点闭合时，连接正向限位开关S2，使电机主绕组L1与运行电容C串联后与电机副绕组L2并联。

下面描述图2所示的电路的工作过程。当控制回路中三极管Q1基极的启动信号为高电平、三极管Q2基极的方向控制信号为低电平时，控制回路中继电器K1得电、继电器K2不得电，此时主回路中继电器K1的两个常开触点闭合。继电器K2使用的是一单刀双置开关，这种开关的特点是在不通电的情况下，其常闭触点闭合，此时无需对继电器K2的触点进行操作。单相交流电L、N分别通过K1的两个常开触点、K2的常闭触点加在电机的主绕组L1、副绕组L2和运行电容C上，此时电机的副绕组L2和运行电容C串联后与电机的主绕组L1并联，电机具有正向的启动角，电机正向运转。当与电机相连的传动机构中的丝杆螺母运行到正向限位开关S1时，断开第一继电器K1与交流电L的连接，电机的主绕组L1、副绕组L2和运行电容C上不再有电流，使得电机停止正向运转。

当控制回路中三极管Q1基极的启动信号为高电平、三极管Q2基极的方向控制信号为高电平时，控制回路中继电器K1、K2得电，此时主回路中继电器K1的两个常开触点闭合、继电器K2的常开触点闭合。单相交流电L、N分别通过继电器K1的触点、K2的常开触点加在电机的主绕组、副绕组和运行电容上，此时电机的主绕组和运行电容串联，电机具有反向的启动角，电机反向运转。当与电机相连的传动机构中的丝杆螺母运行到正反限位开关S2时，断开第一继电器K1与交流电L的连接，电机的主绕组L1、副绕组L2和运行电容C上不再有电流，使得电机停止反向运转。

通过上述实施例可见，本发明通过将限位开关直接作用于主回路，降低了整个控制电路因在控制回路的继电器发生故障时，增加了整个控制电路的安全性，增大了控制电路的风险。并且，由于只需使用两个继电器，且继电器K2只需要一对触点，减少了所需电路元件，节约了成本。再者，将现有技术中的3个控制信号，即启动信号、正向控制信号、反向控制信号减少为两个控制信号，即启动信号、方向控制信号，减少了控制信号的数量，更加简化了电路。

Claims (8)

1.一种正反转控制电路，用于控制一单相交流电机，含有一控制回路和一主回路，其中，

控制回路含有第一和第二继电器(K1，K2)、第一和第二三极管(Q1，Q2)；所述第一继电器(K1)线包的一端与一低压电源(VCC)连接，另一端与所述第一三极管(Q1)的集电极连接，所述第一三极管(Q1)的基极与一启动信号连接，其发射极接地(GND)；所述第二继电器(K2)线包的一端与所述低压电源(VCC)连接，另一端与所述第二三极管(Q2)的集电极连接，所述第二三极管(Q2)的基极与一方向控制信号连接，其发射极接地(GND)；

主回路含有正向限位开关(S1)和反向限位开关(S2)、一电机主绕组(L1)、一电机副绕组(L2)、一运行电容(C)，所述第一继电器(K1)的触点与一单相交流电源(L，N)连接，所述第二继电器(K2)的触点与所述第一继电器(K1)的一个触点连接，当所述第二继电器(K2)的触点位于不同位置时，通过所述正向限位开关(S1)或通过所述反向限位开关(S2)使所述电机副绕组(L2)与所述运行电容(C)串联后再与所述电机主绕组(L1)并联，或使所述电机主绕组(L1)与所述运行电容(C)串联后再与所述电机副绕组(L2)并联。

2.根据权利要求1所述的正反转控制电路，其特征在于，所述主回路中所述第一继电器(K1)的两个常开触点与所述单相交流电源(L，N)连接，所述第二继电器(K2)的一对触点与所述第一继电器(K1)的一个常开触点连接。

3.根据权利要求2所述的正反转控制电路，其特征在于，所述启动信号为高电平，且所述方向控制信号为低电平时，所述第一继电器(K1)的两个常开触点闭合，所述第二继电器(K2)的常闭触点闭合。

4.根据权利要求3所述的正反转控制电路，其特征在于，所述主回路中当所述第二继电器(K2)的常闭触点闭合时，通过所述正向限位开关(S1)使所述电机副绕组(L2)与所述运行电容(C)串联后再与所述电机主绕组(L1)并联。

5.根据权利要求1至4任一所述的正反转控制电路，其特征在于，所述单相交流电机具有一驱动装置，当所述驱动装置运行至所述正向限位开关(S1)时，断开所述第一继电器(K1)的触点与所述单相交流电源(L，N)的连接。

6.根据权利要求2所述的正反转控制电路，其特征在于，所述启动信号为高电平，且所述方向控制信号为高电平时，所述第一继电器(K1)的两个常开触点闭合，所述第二继电器(K2)的常开触点闭合。

7.根据权利要求6所述的正反转控制电路，其特征在于，所述主回路中当所述第二继电器(K2)的常开触点闭合时，通过所述反向限位开关(S2)使所述电机主绕组(L1)与所述运行电容(C)串联后再与所述电机副绕组(L2)并联。

8.根据权利要求1、2、6或7所述的正反转控制电路，其特征在于，所述单相交流电机具有一驱动装置，当所述驱动装置运行至所述反向限位开关(S2)时，断开所述第一继电器(K1)的触点与所述单相交流电源(L，N)的连接。

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