CN111410008A - 电动滚筒驱动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动滚筒驱动控制系统，包括控制端子/拨码开关、速度转向控制器、NPN/PNP逻辑选择模块、DAC控制器、放电控制器、系统控制器、直流电源和驱动一体式电机，控制端子/拨码开关与速度转向控制器连接，NPN/PNP逻辑选择模块与速度转向控制器连接，速度转向控制器通过DAC合成器与驱动一体式电机连接，速度转向控制器通过系统控制器与驱动一体式电机连接，放电控制器分别与系统控制器和直流电源连接，直流电源与驱动一体式电机连接，驱动一体式电机内置驱动器。实施本发明的电动滚筒驱动控制系统，具有以下有益效果：电机电压利用率高、损耗低、故障率低、引线少、可靠性高。

Description

电动滚筒驱动控制系统
技术领域
本发明涉及电动滚筒驱动控制领域，特别涉及一种电动滚筒驱动控制系统。
背景技术
电动滚筒，是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机、替代传统的电动机，减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装方便等诸多优点，并且适合在各种恶劣环境条件下工作。目前电滚筒控制一般是上位机+驱动器+滚筒电机的结构模式，缺点就是驱动器外置造成电机电压利用率不高，损耗高，故障率高，引线多等。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电机电压利用率高、损耗低、故障率低、引线少、可靠性高的电动滚筒驱动控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电动滚筒驱动控制系统，包括控制端子/拨码开关、速度转向控制器、NPN/PNP逻辑选择模块、DAC控制器、放电控制器、系统控制器、直流电源和驱动一体式电机，所述控制端子/拨码开关与所述速度转向控制器连接，所述NPN/PNP逻辑选择模块与所述速度转向控制器连接，所述速度转向控制器通过所述DAC合成器与所述驱动一体式电机连接，所述速度转向控制器通过所述系统控制器与所述驱动一体式电机连接，所述放电控制器分别与所述系统控制器和直流电源连接，所述直流电源与所述驱动一体式电机连接，所述驱动一体式电机内置驱动器。
在本发明所述的电动滚筒驱动控制系统中，所述直流电源包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一MOS管、三端可调分流基准源、第一三极管、第二电容、第一电阻、第一二极管、第三电容和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个交流输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述整流桥的另一个交流输入端连接，所述整流桥的一个直流输出端分别与所述第一电容的一端和第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极分别与所述第一三极管的发射极和三端可调分流基准源的阴极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第一三极管的基极和第一电阻的一端连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第一电阻的另一端、第三电容的一端和电压输出端连接，所述三端可调分流基准源的控制极分别与所述第二电容的一端和第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第三电容的另一端、第二电容的另一端、三端可调分流基准源的阳极、第一电容的另一端和整流桥的另一个直流输出端连接。
在本发明所述的电动滚筒驱动控制系统中，所述第一电阻的阻值为26kΩ。
在本发明所述的电动滚筒驱动控制系统中，所述直流电源还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三电容的一端连接，所述第二二极管的阴极与所述电压输出端连接。
在本发明所述的电动滚筒驱动控制系统中，所述第二二极管的型号为S-822T。
在本发明所述的电动滚筒驱动控制系统中，所述第一MOS管为N沟道MOS管。
在本发明所述的电动滚筒驱动控制系统中，所述第一三极管为NPN型三极管。
在本发明所述的电动滚筒驱动控制系统中，所述直流电源为24V直流电源。
实施本发明的电动滚筒驱动控制系统，具有以下有益效果：由于设有控制端子/拨码开关、速度转向控制器、NPN/PNP逻辑选择模块、DAC控制器、放电控制器、系统控制器、直流电源和驱动一体式电机，驱动一体式电机内置驱动器，其采用上位机+控制卡+滚筒电机(内置驱动)的模式，因此本发明电机电压利用率高、损耗低、故障率低、引线少、可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电动滚筒驱动控制系统一个实施例中的结构示意图；
图2为所述实施例中电动滚筒驱动控制系统运作的流程图；
图3为所述实施例中直流电源的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明电动滚筒驱动控制系统实施例中，其电动滚筒驱动控制系统的结构示意图如图1所示。图1中，该电动滚筒驱动控制系统包括控制端子/拨码开关1、速度转向控制器2、NPN/PNP逻辑选择模块3、DAC控制器4、放电控制器5、系统控制器6、直流电源7和驱动一体式电机8，其中，控制端子/拨码开关1与速度转向控制器2连接，NPN/PNP逻辑选择模块3与速度转向控制器2连接，速度转向控制器2通过DAC合成器4与驱动一体式电机8连接，速度转向控制器2通过系统控制器6与驱动一体式电机8连接，放电控制器5分别与系统控制器6和直流电源7连接，直流电源7与驱动一体式电机8连接，驱动一体式电机8内置驱动器(图中未示出)。本实施例中，直流电源7为24V直流电源7。
该电动滚筒驱动控制系统运作的流程图如图2所示。首先，在程序入口，系统时钟和控制参数进行初始化，NPN/PNP逻辑选择模块3针对上位机控制信号有NPN和PNP两种逻辑，本发明设计了一种电路可以兼容两种逻辑，通过一个控制端子/拨码开关1选择即可。对NPN/PNP极性进行扫描监测，然后由速度转向控制器2控制速度和方向的转换，并由DAC控制器4进行PWM占空比后，进行模拟量SV信号的合成，同时产生CW/CCW信号。
本发明可以实现再生能量泄放控制，在驱动一体式电机8(无刷电机)减速等过程中，能量会回馈到电源端(直流电源7)，产生泵升电压，极易造成直流电源7和驱动器损坏，因此设计电路实时监控电源母线电压，当过压时，放电控制器5将过高的能量通过功率电阻泄放掉，从而有效保护直流电源7和驱动器。然后对驱动一体式电机8的状态进行监测，当驱动一体式电机8出现故障时，进行报警。本发明采用上位机+控制卡+滚筒电机(内置驱动)的模式，因此本发明电机电压利用率高、损耗低、故障率低、引线少、可靠性高。
图3为所本实施例中直流电源的电路原理图，图3中，该直流电源7包括电压输入端Vin、变压器T、整流桥Z、第一电容C1、第一MOS管M1、三端可调分流基准源U1、第一三极管Q1、第二电容C2、第一电阻R1、第一二极管D1、第三电容C3和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin的一端与变压器T的初级线圈的一端连接，电压输入端Vin的另一端与变压器T的初级线圈的另一端连接，变压器T的次级线圈的一端与整流桥Z的一个交流输入端连接，变压器T的次级线圈的另一端与整流桥Z的另一个交流输入端连接，整流桥Z的一个直流输出端分别与第一电容C1的一端和第一MOS管M1极连接，第一MOS管M1的栅极分别与第一三极管Q1的发射极和三端可调分流基准源U1的阴极连接，第一MOS管M1的源极分别与第一三极管Q1的基极和第一电阻R1的一端连接，第一三极管Q1的发射极分别与第一电阻R1的另一端、第三电容C3的一端和电压输出端Vo连接，三端可调分流基准源U1的控制极分别与第二电容C2的一端和第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极分别与第三电容C3的另一端、第二电容C2的另一端、三端可调分流基准源U1的阳极、第一电容C1的另一端和整流桥Z的另一个直流输出端连接。该电源结构较为简单，这样可以降低硬件成本。
本实施例中，电压输入端Vin输入的为直流电压，电压输出端Vo输出的电压为24V直流电压。当然，在实际应用中，电压输出端Vo输出的电压会根据不同电机供电的需求，其大小是可以发生相应变化的。
另外，第一电阻R1为限流电阻，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一电阻R1所在支路的电流较大时，通过该第一电阻R1可以降低第一电阻R1所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一电阻R1阻值为26kΩ。当然，在实际应用中，第一电阻R1阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第一电阻R1阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。
本实施例中，第一MOS管M1为N沟道MOS管，第一三极管Q1为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一MOS管M1也可以为P沟道MOS管，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。
本实施例中，该直流电源7还包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与第三电容C3的一端连接，第二二极管D2的阴极与电压输出端Vo连接。第二二极管D2为限流二极管，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二二极管D2所在支路的电流较大时，通过该第二二极管D2可以降低第二二极管D2所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为S-822T。当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有相同功能的二极管。
总之，本发明采用上位机+控制卡+滚筒电机(内置驱动)的模式，因此本发明电机电压利用率高、损耗低、故障率低、引线少、可靠性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，包括控制端子/拨码开关、速度转向控制器、NPN/PNP逻辑选择模块、DAC控制器、放电控制器、系统控制器、直流电源和驱动一体式电机，所述控制端子/拨码开关与所述速度转向控制器连接，所述NPN/PNP逻辑选择模块与所述速度转向控制器连接，所述速度转向控制器通过所述DAC合成器与所述驱动一体式电机连接，所述速度转向控制器通过所述系统控制器与所述驱动一体式电机连接，所述放电控制器分别与所述系统控制器和直流电源连接，所述直流电源与所述驱动一体式电机连接，所述驱动一体式电机内置驱动器。
2.根据权利要求1所述的电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，所述直流电源包括电压输入端、变压器、整流桥、第一电容、第一MOS管、三端可调分流基准源、第一三极管、第二电容、第一电阻、第一二极管、第三电容和电压输出端，所述电压输入端的一端与所述变压器的初级线圈的一端连接，所述电压输入端的另一端与所述变压器的初级线圈的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端与所述整流桥的一个交流输入端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述整流桥的另一个交流输入端连接，所述整流桥的一个直流输出端分别与所述第一电容的一端和第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极分别与所述第一三极管的发射极和三端可调分流基准源的阴极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第一三极管的基极和第一电阻的一端连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第一电阻的另一端、第三电容的一端和电压输出端连接，所述三端可调分流基准源的控制极分别与所述第二电容的一端和第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第三电容的另一端、第二电容的另一端、三端可调分流基准源的阳极、第一电容的另一端和整流桥的另一个直流输出端连接。
3.根据权利要求2所述的电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，所述第一电阻的阻值为26kΩ。
4.根据权利要求3所述的电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，所述直流电源还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三电容的一端连接，所述第二二极管的阴极与所述电压输出端连接。
5.根据权利要求4所述的电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，所述第二二极管的型号为S-822T。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管。
7.根据权利要求2至5任意一项所述的电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。
8.根据权利要求1所述的电动滚筒驱动控制系统，其特征在于，所述直流电源为24V直流电源。
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