CN101557185A - 直流电机正反转保护器 - Google Patents
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Abstract
一种属于电子装置的直流电机正反转保护器，在保证电机正常运行的前提，从本质上避免了控制电机正转、反转信号同时为高电平的现象，彻底杜绝了由此引起电枢电流剧增导致电机急剧发热、不能工作，引发事故的问题。它由输入接线端的四个引线端子分别与电源正Vdd、电源地GND、控制电机正转M+和反转M－的输入信号电连接；M+、M－分别和异或门1的两个输入端电连接；M+、异或门1的输出端Y1分别和与门1的两个输入端电连接；M－、Y1分别和与门2的两个输入端电连接；与门1、与门2的输出分别作为保护后的控制电机正转、反转的输出信号M′+、M′－，M′+、M′－分别与输出接线端的两个引线端子电连接；Vdd、GND分别和异或门1、与门1、与门2的电源正、电源地电连接。
Description
所属技术领域
本发明提出一种直流电机正反转保护的电子装置，尤其是能彻底解决因控制直流电机正转、反转信号同时为高电平时，导致电枢电流剧增，引起电机急剧发热，使电机不能正常工作，引发事故的问题。
背景技术
目前，现有的直流电机驱动器、保护器、控制器几乎都没有防止控制电机正转、反转信号同时为高电平的功能，在实际的应用中主要有两种预防措施：一种是通过机械元件进行保护，机械元件达到疲劳极限后会失效，起不到保护作用；另一种是采用软件的方法，在编程时尽量避免控制电机正转、反转信号同时为高电平，这种方法只能减少此问题的发生，不能从根本上解决。当控制电机正转、反转信号同时为高电平时，导致电枢电流剧增，使电机急剧发热，轻则使电机短时间失效，重则使电机彻底失效，从而会引发事故，由此一方面无形中增加了设备、装置的成本，增加了软件编程的工作量和负担，另一方面降低了电机的利用率、工作效率和寿命，造成一定的经济损失。
发明内容
为了从本质上彻底杜绝，控制直流电机正转、反转信号同时为高电平的现象，本发明提供一种直流电机正反转保护器，在保证电机正常工作的前提下，能安全、方便、准确、高效地控制电机的正转、反转与停止。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在每个电机驱动器的前端安装一只本直流电机正反转保护器，其结构见图1：本发明的组成框图，其中控制电机正转、反转的输入信号分别和异或门1的两个输入端电连接；控制电机正转的输入信号、异或门1的输出端分别和与门1的两个输入端电连接；控制电机反转的输入信号、异或门1的输出端分别和与门2的两个输入端电连接；与门1、与门2的输出分别作为保护后的控制电机正转、反转的输出信号。
本发明的有益效果是，在保证直流电机正常工作的前提，从本质上彻底解决了输入给控制电机正转、反转的信号同时为高电平的问题。本发明具有电路简单、安装使用方便、成本低廉和适用范围广等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的组成框图。
图2是本发明的电路原理图。
图3是本发明的接线示意图。
图1中，1.输入接线端，2.异或门1，3.与门1，4.与门2，5.输出接线端。
图2中，给出了本发明中的各种器件的具体名称和连接关系：控制电机正转、反转的输入信号M+、M-分别和异或门XOR1的两个输入端A1、B1电连接，M+、异或门XOR1的输出端Y1分别和与门AND1的两个输入端C1、D1电连接，M-、Y1分别和与门AND2的两个输入端C2、D2电连接，与门AND1的输出Z1作为保护后的控制电机正转的输出信号M′+，与门AND2的输出Z2作为保护后的控制电机反转的输出信号M′-。为了表达方便，给出表1：本直流电机正反转保护器的逻辑真值表，在表1中，“1”表示高电平，“0”表示低电平。通过表1可以看出：当输入信号M+、M-同时都为高电平时，输出信号M′+、M′-同时都为低电平，电机停止；当输入信号M+、M-为其他三种组合时，输出信号M′+、M′-不会同时都为高电平，此时电机只能处于正转、反转或停止这三种状态中的具体一种，即电机处于正常工作状态，彻底杜绝了因控制电机正转、反转信号同时为高电平的异常状态，导致电枢电流剧增、电机急剧发热的现象。
表1本直流电机正反转保护器的逻辑真值表
| M+ | M- | 保护前 | Y1 | M′+ | M′- | 保护后 |
| 1 | 1 | 电机异常 | 1 | 0 | 0 | 电机停止 |
| 1 | 0 | 电机正转 | 0 | 1 | 0 | 电机正转 |
| 0 | 1 | 电机反转 | 0 | 0 | 1 | 电机反转 |
| 0 | 0 | 电机停止 | 0 | 0 | 0 | 电机停止 |
图3中，1.输入接线端，2.信号调理电路，3.输出接线端。Vdd，输入信号，接外部电源的正端；GND，输入信号，接外部电源地；M+，输入信号，接外部微处理器控制电机正转的信号；M-，输入信号，接外部微处理器控制电机反转的信号；M′+，输出信号，接外部电机驱动器中控制电机正转的信号；M′-，输出信号，接外部电机驱动器中控制电机反转的信号。
具体实施方式
在图1所示实施例中，输入接线端(1)，选用杭州耀利电子公司生产的外形尺寸为400×400，引脚为1×4的端子台实现；异或门1(2)选用飞利浦(Philips)半导体公司生产的74HC86中的异或门1实现；与门1(3)、与门2(4)分别选用飞利浦(Philips)半导体公司生产的74HC08中的与门1、与门2实现；输出接线端(5)选用杭州耀利电子公司生产的外形尺寸为400×400，引脚为1×2的端子台实现。
在图2所示实施例中，控制电机正转、反转的输入信号M+、M-分别和异或门XOR1的两个输入端A1、B1电连接；M+、异或门XOR1的输出端Y1分别和与门AND1的两个输入端C1、D1电连接；M-、Y1分别和与门AND2的两个输入端C2、D2电连接；与门AND1的输出Z1作为保护后的控制电机正转的输出信号M′+；与门AND2的输出Z2作为保护后的控制电机反转的输出信号M′-。其中异或门XOR1用四通道两输入异或门74HC86中的异或门1实现，与门AND1、AND2分别用四通道两输入与门74HC08中的与门1和与门2实现。异或门XOR1的响应时间不超过150ns，与门AND1和与门AND2的响应时间不超过115ns，即整个保护电路的响应时间不超过265ns。
在图3所示实施例中，Vdd，输入信号，接外部电源的正端，允许输入电压范围是：2.0～6.0V，Vdd用来给74HC86和74HC08提供工作电压；GND，输入信号，接外部电源地，GND一方面用来做信号地，另一方面用来给74HC86和74HC08提供电源地；M+，输入信号，与TTL/CMOS电平兼容，接外部微处理器控制电机正转的信号，可直接与2.7～5.5V微处理器的I/O口电连接；M-，输入信号，与TTL/CMOS电平兼容，接外部微处理器控制电机反转的信号，可直接与2.7～5.5V微处理器的I/O口电连接；M+、M-允许输入信号高电平的范围是：1.5～6.0V，M+、M-允许输入信号低电平的范围是：0～1.8V；M′+、M′-输出信号，分别为保护后的控制电机正转、反转的信号，与TTL/CMOS电平兼容，可直接分别与外部电机驱动器中控制电机正转、反转的信号电连接；M′+、M′-输出信号高电平的范围是：1.9～6.0V，M′+、M′-输出信号低电平的范围是：0～0.33V。
Claims (5)
1.一种属于电子装置的直流电机正反转保护器，其特征是：输入接线端有四个引线端子，分别与电源正Vdd、电源地GND、控制电机正转和反转的输入信号M+、M-电连接；M+、M-分别和异或门1的两个输入端电连接；M+、异或门1的输出端Y1分别和与门1的两个输入端电连接；M-、Y1分别和与门2的两个输入端电连接；与门1、与门2的输出分别作为保护后的控制电机正转、反转的输出信号M′+、M′-；Vdd、GND分别与异或门1、与门1和与门2的电源正、电源地电连接；输出接线端有两个引线端子，分别与M′+、M′-电连接。
2.根据权利要求1所述的直流电机正反转保护器，其特征是：输入接线端选用杭州耀利电子公司生产的外形尺寸为400×400，引脚为1×4的端子台实现；异或门1选用飞利浦(Philips)半导体公司生产的四路两输入异或门74HC86中的异或门1实现；与门1和与门2分别选用飞利浦(Philips)半导体公司生产的四路两输入与门74HC08中的与门1和与门2实现；输出接线端选用杭州耀利电子公司生产的外形尺寸为400×400，引脚为1×2的端子台实现。
3.根据权利要求1所述的直流电机正反转保护器，其特征是：Vdd允许输入电压范围是：2.0～6.0V，用来给74HC86和74HC08提供工作电压；GND一方面用来提供信号地，另一方面用来给74HC86和74HC08提供电源地；M+、M-与TTL/CMOS电平兼容，可直接与2.7～5.5V微处理器的I/O口电连接；M+、M-允许输入信号高电平的范围是：1.5～6.0V，M+、M-允许输入信号低电平的范围是：0～1.8V；M′+、M′-与TTL/CMOS电平兼容，可直接与外部电机驱动器中分别控制电机正转、反转的输入信号电连接；M′+、M′-输出信号高电平的范围是：1.9～6.0V，M′+、M′-输出信号低电平的范围是：0～0.33V。
4.根据权利要求1所述的直流电机正反转保护器，其特征是：当M+、M-同时都为高电平时，M′+、M′-同时都为低电平，电机停止；当M+、M-为其他三种组合时，M′+、M′-不会同时都为高电平，此时电机只能处于正转、反转或停止这三种状态中的具体一种，彻底杜绝了电枢电流剧增的异常现象。由此表明，本直流电机正反转保护器在保证电机正常运行的前提，从本质上避免了输入给控制电机正转、反转信号同时为高电平的问题。
5.根据权利要求1所述的直流电机正反转保护器，其特征是：输入接线端有四个引线端子，输出接线端有两个引线端子，输入、输出接口简单，安装使用方便；内部电路只由两个14引脚封装的廉价集成电路组成，电路简单、成本低；输入、输出信号都与TTL/CMOS电平兼容，适用范围广等优点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008101901052A CN101557185A (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 直流电机正反转保护器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008101901052A CN101557185A (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 直流电机正反转保护器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101557185A true CN101557185A (zh) | 2009-10-14 |
Family
ID=41175164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008101901052A Pending CN101557185A (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 直流电机正反转保护器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN101557185A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105314003A (zh) * | 2014-07-10 | 2016-02-10 | 李文海 | 隐形彩旋汽车 |
| CN106655961A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 赵启纯 | 一种正反转电机电路的安全保护电路 |
| CN114035535A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-11 | 苏州蓝博控制技术有限公司 | 机械油门电机控制器检测方法及机械油门电机控制器的自动检测系统 |
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2008
- 2008-12-30 CN CNA2008101901052A patent/CN101557185A/zh active Pending
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Open date: 20091014 |