CN201282383Y

CN201282383Y - 装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机

Info

Publication number: CN201282383Y
Application number: CNU2008201667629U
Authority: CN
Inventors: 管洪安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2018-10-20

Abstract

本实用新型涉及电机制造领域，特别是应用于金融机具产品上的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机。其特征是在原有电机结构基础上，在后盖的凹处与屏蔽后盖之间的空间内安装有磁环、控制线路板与开关稳压电源；控制线路板上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器。由于装有磁环，使电流平稳，因此使电机运行平稳可靠；由于装有控制器，对电机的启动停止、运转、调速起到精确控制作用，解决了电机的惯性转动问题，启动停止可靠刹车力大，调速有效，电路设计简单，应用普通元器件成本低；由于装有开关稳压电源，高效、体积小、成本低，提供给点钞机过钞直流电机驱动控制电源和半波整流电源，为点钞机的稳定工作及特殊要求提供良好的条件。

Description

装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机

技术领域

本实用新型涉及电机制造领域，特别是应用在金融机具产品上的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机。

背景技术

以往的电机，由于没有安装稳压电源，电机在运转时出现不平稳的状况，影响设备的工作可靠性，尤其是应用在金融机具如点钞机上，由于电机运转不平稳，从而影响点钞的精度；以往的电机，尤其是金融机具上的电机，由于电机转动后存在惯性，致使点钞机轴在需要停止运转时还继续转几圈，造成误动作，影响点钞机点钞数量的精确度；另外，由于没有调速功能，点钞时不能按照纸币的具体情况调整点钞速度；由于电机的电流不稳定造成点钞时工作不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述缺陷，提供一种装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机。

本实用新型的技术方案是装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，包括电机轴1、轴承2、前机座3、屏蔽外罩4、屏蔽内罩5、机壳6、磁瓦7、转子8、换向器9、后盖10、后机座12、屏蔽后盖14，其特征是所说的后盖10的凹处与屏蔽后盖14之间的空间内安装有磁环11、控制线路板13与开关稳压电源17。

所说的控制线路板13上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器。

所说的开关稳压电源17是安装在线路板上，包括整流电路、滤波电路、变压电路、开关电路、反馈电路、半波控制电路、马达控制电路、控制信号电路、输出直流电压电路；所说的整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与变压电路的输入端连接，变压电路的输出端与输出直流电压电路输入端连接，反馈和开关电路一端与变压电路的接地端连接，一端与输出直流电压正5V端连接，另一端与变压电路中的U4连接，又通过电解电容器与滤波电路两电解电容器的共同端连接，半波控制电路一端与交流电源输入端连接，另一端与输出直流电压端12V连接；马达控制电路一端与输出直流电压端正12V连接，一端与直流电机连接，另一端通过电阻1K、3K与正5V端连接，两电阻1K和3K中引出输出端与C连接；所说的输出直流电压电路输出负5V、正5V与正12V电压。

所说的反馈和开关电路由稳压管、2个电阻及组合管PC817串并联电连接组成；所说的半波控制电路由组合管、二极管和2个电阻串并联组成；所说的马达控制电路由三极管、可控硅管和2个电阻串并联组成。

所说的启停刹车控制器包括交流电源进线接口J₁、电脑控制输入接口J₃、交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路；交流电源进线接口J₁与交流电源进线保护电路输入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控制电路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路输出端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电机接口J2相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口J₃相连接。

所说的桥式整流滤波电路通过电阻R₁两端之一端与启动执行控制电路上的三极管T₁相连，又与电阻R₂R₃相连接，另一端与三极管T₃T₄的发射极相连；所说的启动执行控制电路上的三极管T₁又与起动/停止刹车控制电路上的电阻R₅相连接，其上的三极管T₃基极与电阻R₆相连接，三极管T₃T₄的发射极与三极管T₅的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路上电阻R₅和电阻R₉共同端与停机刹车控制电路上的T₂管相连接，电阻R₉的另一端与T₂管正极及电阻10相连，T₅管发射极又与T₂管负极及R10相连；所说的停机刹车控制电路T₂管输出两端通过电阻R₁₁与直流电机接口J₂相接；所说的电脑控制输入接口J₃与电阻R₈两端相连接入起动/停止刹车控制电路。

所说的调速启停刹车控制器，包括交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路、电机转速调整控制接口J4、DT6；交流电源进线接口J₁与交流电源进线保护电路输入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控制电路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路输出端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电机接口J₂相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口J₃相连接；调速电路输出3、启动电路输入相连，另一端与电脑控制输入接口J4相连接。

所说的调速启停刹车控制器中的桥式整流滤波电路通过电阻R₁两端之一端与启动执行控制电路上的三极管T₁相连，又与电阻R₂R₃相连接，另一端与三极管T₃T₄的发射极相连；所说的启动执行控制电路上的三极管T₁又与起动/停止刹车控制电路上的电阻R₅相连接，其上的三极管T₃基极与电阻R₆相连接，三极管T₃T₄的发射极与三极管T₅的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路上电阻R₅和电阻R₉共同端与停机刹车控制电路上的T₂管相连接，电阻R₉的另一端与T₂管正极及电阻10相连，T₅管发射极又与T₂管负极及R10相连；所说的停机刹车控制电路T₂管输出两端通过电阻R₁₁与直流电机接口J₂相接；所说的电脑控制输入接口J₃与电阻R₈两端相连接入起动/停止刹车控制电路；所说的调速电路由接口J4、DT6、R1K、R10K串并联组成，调速电路输出端与启动电路输入端T1电连接。

所说的磁环11上有若干圈线圈，该线圈与控制线路板13电连接，又与电机接口电连接；所说的磁环11的磁芯形状是圆环形或回字形或棒形。

本实用新型的优点是由于装有磁环，使电机的电流平稳可靠，因此在工作时，更加稳定。尤其装在金融机具产品上，提高工作稳定性。由于安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器，对电机的启动停止、运转、转动起到精确控制作用，完成电机在断电与停止转动的同时，立即刹车不动，解决了电机的惯性转动问题及电机运转时转速控制问题。启动停止可靠刹车力大，调速有效，电路设计简单，应用普通元器件成本低。由于装有脉冲宽度调制控制开关稳压电源，该电源的特点是高效、体积小、成本低，提供给点钞机过钞直流电机驱动控制电源，同时给点钞机提供半波整流电源；为点钞机的稳定工作及特殊要求，提供良好的条件。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是开关稳压电源的电路方框图。

图3是开关稳压电源的电路原理图。

图4是启停刹车控制器电路原理图。

图5是调速启停刹车控制器电路原理图。

图6-图8是磁环的磁芯三种形状示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明实施例。

参照图1，1-电机轴、2-轴承、3-前机座、4-屏蔽外罩、5-屏蔽内罩、6-机壳、7-磁瓦、8-转子、9-换向器、10-后盖、11-磁环、12-后机座、13-控制线路板、14-屏蔽后盖、15-连接线、16-元器件、17-开关稳压电源。如图示，在后盖10的凹处与屏蔽后盖14之间的空间内安装有磁环11、控制线路板13与开关稳压电源17。控制线路板13上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器。

参照图2，显示开关稳压电源电路的方框图。整个线路由整流电路、滤波电路、变压电路、反馈和开关电路、半波控制电路、马达控制电路、控制信号电路和输出直流电压电路组成。其工作原理是市电交流电源220V，经桥式整流再经直流滤波为直流高压，经脉宽调制为高频脉冲电压，工作频率为60KHZ，也就是变压，再经取样反馈线性控制，受控脉宽调制完成稳压，对直流电机驱动控制，再对电源进行半波交流电输出线性控制。

参照图3是开关稳压电源的电路原理图。图上标示了各电子元器件的型号与规格。如图示，市电交流电220V输入接口J1，经桥式整流电路整流，输入滤波电路滤波，也就是整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与变压电路的输入端连接，变压电路的输出端与输出直流电压电路输入端连接，反馈和开关电路一端与变压电路的接地端连接，一端与输出直流电压正5V端连接，另一端与变压电路中的U4连接，又通过电解电容器与滤波电路两电解电容器的共同端连接，半波控制电路一端与交流电源输入端连接，另一端与输出直流电压端12V连接；马达控制电路一端与输出直流电压端正12V连接，一端与直流电机连接，另一端通过电阻1K、3K与正5V端连接，两电阻1K和3K中引出输出端与C连接；输出直流电压电路输出负5V、正5V与正12V电压。反馈和开关电路由稳压管、2个电阻及组合管PC817串并联电连接组成；半波控制电路由组合管、二极管和2个电阻串并联组成；所说的马达控制电路由三极管、可控硅管和2个电阻串并联组成。输出直流电压电路输出三种电源：一是负5V，二是正5V，三是正12V电源提供给点钞机使用。本电源是脉冲宽度调制开关稳压电源，如用在金融机具产品的点钞机上又是过钞小电机驱动控制电源，也是点钞机专用半波整流电源。

参照图4，启停刹车控制器包括交流电源进线接口J₁、电脑控制输入接口J₃，由交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车控制电路、起动/停止刹车控制电路组成，安装在印刷线路板上后，再安装在电机机壳内。通过各电路的合理连接实现控制电机的启动、驱动、转动及停止加刹车的整个过程。如图示，交流电源进线接口J₁与保护电路的输入端相连接，而交流电源进线保护电路的输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路的输出端通过电阻R₁两端之一端与启动执行控制电路上输入端的三极管T₁相连又与电阻R₂R₃相连接，而另一端与三极管T₃T₄的发射极相连。启动执行控制电路的输出端上三极管T₁与起动/停止刹车控制电路输入端的电阻R₅相连接，三极管T₃基极与电阻R₆相连接，三极管T₃T₄的发射极与三极管T₅的发射极相连接。起动/停止刹车控制电路输出端电阻R₅和电阻R₉共同端与停机刹车控制电路输入端的T₂管相连接，电阻R₉另一端与T₂正极及电阻10相连，T₅管发射极又与T₂管负极及电阻R10相连。停机刹车控制电路的T₂管输出两端通过电阻R₁₁与直流电机接口J₂相接。电脑控制输入接口J₃与电阻R₈两端相连而接入起动/停止刹车控制电路的输出端。

电路中元器件配置如下：YMPPT、D1-D4 1N007、C1 10μf/250V，R1＝R2＝R4＝R9＝100K，R3＝10K，R5＝10Ω/5W，R6＝R10＝20K，R8＝10K，三极管T₃、T₄、T₅为13001，T₁ZRF9640，T₂ZRF640，D₅TLP521。此控制电路通过110V电源供电，通过起动/停止刹车控制电路实现启动和停止的两状态互锁功能，即启动时不停止刹车，而刹车时停止启动，用74H00芯片双稳态触发器实现对输入起动/停止刹车控制电路命令的锁定。此电路中RC是调整两状态交换时间的延时作用，可控制起动和刹车之间交换的时间。

电路工作原理是控制电机的起动、驱动、转动及停止加刹车的整个控制过程，要求电脑控制输入起动命令时，控制器能提供起动转动的命令，使电机正常地转动；当接到电脑控制输入停止转动命令时，就发出停止转动命令，并在电机停转的同时，提供即刻刹车的功能，完成电机在停止转动断电的同时立即刹车使电机的转动无惯性，立即刹车不动。

参照图5，调速启停刹车控制器的电路包括交流电源进线接口J₁、直流电机接口J₂、电脑控制输入接口J₃，由交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车控制电路、起动/停止刹车控制电路、电机转速调整控制接口J4、DT6组成，安装在印刷线路板上后，再安装在直流电机壳体内。通过各电路的合理连接实现控制点钞机电机的启动、驱动、转动及停止加刹车的整个过程。如图示，交流电源进线接口J₁与保护电路的输入端相连接，而交流电源进线保护电路的输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路的输出端通过电阻R₁两端之一端与启动执行控制电路上输入端的三极管T₁相连又与电阻R₂R₃相连接，而另一端与三极管T₃T₄的发射极相连。启动执行控制电路的输出端上三极管T₁与起动/停止刹车控制电路输入端的电阻R₅相连接，三极管T₃基极与电阻R₆相连接，三极管T₃T₄的发射极与三极管T₅的发射极相连接。起动/停止刹车控制电路输出端电阻R₅和电阻R₉共同端与停机刹车控制电路输入端的T₂管相连接，电阻R₉另一端与T₂正极及电阻10相连，T₅管发射极又与T₂管负极及电阻R10相连。停机刹车控制电路的T₂管输出两端通过电阻R₁₁与直流电机接口J₂相接。电脑控制输入接口J₃与电阻R₈两端相连而接入起动/停止刹车控制电路的输出端。调速电路输出与启动电路输入相连，另一输入端与电脑控制接口J4相连接。

电路中元器件配置如下：YMPPT、D1-D4 1N007、C1 10μf/250V，R1＝R2＝R4＝R9＝200K，R3＝10K，R5＝20Ω/10W，R6＝R10＝20K，R8＝10K，三极管T₃、T₄、T₅为13001，T₁FQZP40，T₂IRF740，DT₅TLP521，DT6TLP521，调速控制接口包括J4、DT6、R1K、R10K元件。此控制电路通过220V电源供电，通过起动/停止刹车控制电路实现启动和停止的两状态互锁功能，即启动时不停止刹车，而刹车时停止启动，

电路工作原理是控制电机的起动、驱动、转动及停止加刹车的整个控制过程，要求电脑控制输入起动命令时，控制器能提供起动转动的命令，使电机正常地转动；在电机转动过程或期间，可通过电脑输入到J4及DT6元件控制电机的速度，达到调制电机转速的目的。当接到电脑控制输入停止转动命令时，就发出停止转动命令，并在电机停转的同时，提供即刻刹车的功能，完成电机在停止转动断电的同时立即刹车使电机的转动无惯性，立即刹车不动。

参照图6-图8，如图示，在电机的后盖10的凹处安装有磁环11，磁环11上绕有若干圈线圈，其线圈与控制线路板13电连接，还与电机接口电连接。对电机的电流进行滤波，达到使电流平稳，从而使电机的工作也稳定可靠。磁环11的磁芯有各种形状，如图只举例三种，有圆环形，回字形与棒形，对电机的运行起到平稳作用。

Claims

1、装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，包括电机轴(1)、轴承(2)、前机座(3)、屏蔽外罩(4)、屏蔽内罩(5)、机壳(6)、磁瓦(7)、转子(8)、换向器(9)、后盖(10)、后机座(12)、屏蔽后盖(14)，其特征是所说的后盖(10)的凹处与屏蔽后盖(14)之间的空间内安装有磁环(11)、控制线路板(13)与开关稳压电源(17)。

2、根据权利要求1所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的控制线路板(13)上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器。

3、根据权利要求1所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的开关稳压电源(17)是安装在线路板上，包括整流电路、滤波电路、变压电路、开关电路、反馈电路、半波控制电路、马达控制电路、控制信号电路、输出直流电压电路；所说的整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与变压电路的输入端连接，变压电路的输出端与输出直流电压电路输入端连接，反馈和开关电路一端与变压电路的接地端连接，一端与输出直流电压正5V端连接，另一端与变压电路中的U4连接，又通过电解电容器与滤波电路两电解电容器的共同端连接，半波控制电路一端与交流电源输入端连接，另一端与输出直流电压端12V连接；马达控制电路一端与输出直流电压端正12V连接，一端与直流电机连接，另一端通过电阻1K、3K与正5V端连接，两电阻1K和3K中引出输出端与C连接；所说的输出直流电压电路输出负5V、正5V与正12V电压。

4、根据权利要求3所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的反馈和开关电路由稳压管、2个电阻及组合管PC817串并联电连接组成；所说的半波控制电路由组合管、二极管和2个电阻串并联组成；所说的马达控制电路由三极管、可控硅管和2个电阻串并联组成。

5、根据权利要求2所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的启停刹车控制器包括交流电源进线接口J₁、电脑控制输入接口J₃、交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路；交流电源进线接口J₁与交流电源进线保护电路输入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控制电路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路输出端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电机接口J₂相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口J₃相连接。

6、根据权利要求5所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的桥式整流滤波电路通过电阻R₁两端之一端与启动执行控制电路上的三极管T₁相连，又与电阻R₂R₃相连接，另一端与三极管T₃T₄的发射极相连；所说的启动执行控制电路上的三极管T₁又与起动/停止刹车控制电路上的电阻R₅相连接，其上的三极管T₃基极与电阻R₆相连接，三极管T₃T₄的发射极与三极管T₅的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路上电阻R₅和电阻R₉共同端与停机刹车控制电路上的T₂管相连接，电阻R₉的另一端与T₂管正极及电阻10相连，T₅管发射极又与T₂管负极及R10相连；所说的停机刹车控制电路T₂管输出两端通过电阻R₁₁与直流电机接口J₂相接；所说的电脑控制输入接口J₃与电阻R₈两端相连接入起动/停止刹车控制电路。

7、根据权利要求2所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的调速启停刹车控制器，包括交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路、电机转速调整控制接口J4、DT6；交流电源进线接口J₁与交流电源进线保护电路输入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控制电路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路输出端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电机接口J₂相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口J₃相连接；调速电路输出3、启动电路输入相连，另一端与电脑控制输入接口J4相连接。

8、根据权利要求7所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的调速启停刹车控制器中的桥式整流滤波电路通过电阻R₁两端之一端与启动执行控制电路上的三极管T₁相连，又与电阻R₂R₃相连接，另一端与三极管T₃T₄的发射极相连；所说的启动执行控制电路上的三极管T₁又与起动/停止刹车控制电路上的电阻R₅相连接，其上的三极管T₃基极与电阻R₆相连接，三极管T₃T₄的发射极与三极管T₅的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路上电阻R₅和电阻R₉共同端与停机刹车控制电路上的T₂管相连接，电阻R₉的另一端与T₂管正极及电阻10相连，T₅管发射极又与T₂管负极及R10相连；所说的停机刹车控制电路T₂管输出两端通过电阻R₁₁与直流电机接口J₂相接；所说的电脑控制输入接口J₃与电阻R₈两端相连接入起动/停止刹车控制电路；所说的调速电路由接口J4、DT6、R1K、R10K串并联组成，调速电路输出端与启动电路输入端T1电连接。

9、根据权利要求1所说的装有磁环、控制器、开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的磁环(11)上有若干圈线圈，该线圈与控制线路板(13)电连接，又与电机接口电连接；所说的磁环(11)的磁芯形状是圆环形或回字形或棒形。