CN201854228U - 串激式马达煞车控制电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种串激式马达煞车控制电路结构，其中包括可正反转的马达、主控单元、开关切换单元、回授单元及煞车控制单元；主要利用外加电源予马达定子产生制动磁场使马达转子煞车并切割磁力线，切割磁力线所产生的反电动势激磁继电器，使继电器回授控制磁场电源，待马达转子转速下降反电动势无法持续激磁继电器，使继电器失磁进而切断定子的外加电源，以完成马达煞车的操作。采用该种结构的串激式马达煞车控制电路结构，可有效控制煞车力量，能够在短时间完成煞车动作，并通过回授作用，使煞车系统精简化更提升煞车系统整体价值，达到了降低成本的目的，确保了电气煞车性能，提升了产品可靠度，成本较低，工作性能稳定可靠，适用范围较广泛。

Description

串激式马达煞车控制电路结构

技术领域

本实用新型涉及电气控制领域，特别涉及马达煞车控制电路技术领域，具体是指一种串激式马达煞车控制电路结构。

背景技术

在各种工业机械设备或工具机的操作后，经常会使用机械式煞车或以复杂控制回路煞车，来解决惯性旋转问题。在工业机械设备及工具机中，常使用交直流两用串激马达(又称为泛用式马达)作为动力产生装置，此种交直流串激马达的定子线圈与转子线圈系采用串联的方式连接，两侧电流响应值相同，故此种电机的特性为具有较大的启动转矩，故常运用于工具机及一般需要高速旋转的家电产品中。而在该串激马达转子与定子的配置，于关闭电源后因为定子不具有制动磁场的功能，故会使转子持续旋转的状况，以致常造成工作人员受伤及马达过冲造成设备损坏的危险。目前习知串激马达煞车方式有两种，其一是机械式煞车，依靠机械结构夹住轴心，使马达停止运转，此方式结构复杂且容易造成组件磨损寿命减短；其二是反电动势煞车，利用马达磁场中的剩余磁感来自激短路的方式来煞车，此方法无法可靠地建立制动磁场使马达煞车。

基于工业安全及避免设备过冲损坏，发展具有快速停止功能的煞车回路，改善交直流两用串激马达的惯性旋转有其必要性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够提供稳定煞车效果、可通过电阻大小调整制动磁场能量、改善各种场合的电动机所需要求、结构精简实用、成本较低、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的串激式马达煞车控制电路结构。

为了实现上述的目的，本实用新型的串激式马达煞车控制电路结构具有如下构成：

该串激式马达煞车控制电路结构，包括一可正反转的马达和电源，其主要特点是，所述的电路结构中还包括主控单元、开关切换单元、煞车控制单元和回授单元，所述的电源分别与所述的主控单元、开关切换单元、煞车控制单元和回授单元均相连接，所述的主控单元依次通过所述的开关切换单元、煞车控制单元与所述的可正反转的马达相连接，且所述的可正反转的马达通过所述的回授单元与所述的煞车控制单元相连接。

该串激式马达煞车控制电路结构中的可正反转的马达包括马达定子和马达转子，所述的开关切换单元包括马达正转继电器第二接点、马达正转继电器第三接点、马达正转继电器第四接点、马达正转继电器第五接点、马达正转继电器第七接点、马达反转继电器第二接点、马达反转继电器第三接点、马达反转继电器第四接点、马达反转继电器第五接点、马达反转继电器第七接点、第二电阻、自保持继电器第二接点和自保持继电器第三接点，所述的马达正转继电器第二接点依次与所述的回授单元、马达转子、马达反转继电器第七接点、马达定子、马达正转继电器第三接点相串联且与所述的主控单元相并联，所述的第二电阻的一端连接于所述的主控单元，该第二电阻的另一端依次串联所述的马达正转继电器第四接点、马达反转继电器第四接点、自保持继电器第二接点并接入所述的马达反转继电器第七接点和马达定子之间，所述的马达反转继电器第二接点的一端连接于所述的主控单元，且该马达反转继电器第二接点的另一端接入所述的马达转子和马达反转继电器第七接点之间，所述的马达正转继电器第七接点的一端连接于所述的回授单元，该马达正转继电器第七接点的另一端接入所述的马达反转继电器第七接点和马达定子之间，所述的自保持继电器第三接点依次与所述的马达正转继电器第五接点、马达反转继电器第五接点相串联且和所述的马达反转继电器第三接点均并联跨接于所述的马达正转继电器第三接点的两端。

该串激式马达煞车控制电路结构中的回授单元包括第一电阻、第一煞车继电器、马达正转继电器第六接点、马达反转继电器第六接点，所述的马达正转继电器第六接点依次与所述的马达反转继电器第六接点、第一煞车继电器相串联且与所述的第一电阻并联后接于所述的马达正转继电器第二接点和马达转子之间。

该串激式马达煞车控制电路结构中的煞车控制单元包括自保持继电器、第二煞车继电器、自保持继电器第一接点、马达正转继电器第一接点、马达反转继电器第一接点、第一煞车继电器第一接点、第一煞车继电器第二接点和第二煞车继电器接点，所述的马达正转继电器第一接点依次与所述的第二煞车继电器接点、自保持继电器相串联且与所述的主控单元相并联，所述的自保持继电器第一接点和马达反转继电器第一接点均并联跨接于所述的马达正转继电器第一接点的两端，所述的第一煞车继电器第一接点并联跨接于所述的第二煞车继电器接点的两端，所述的第一煞车继电器第二接点的一端接入所述的马达正转继电器第一接点和第二煞车继电器接点之间，且该第一煞车继电器第二接点的另一端通过所述的第二煞车继电器接入所述的第二煞车继电器接点和自保持继电器之间。

该串激式马达煞车控制电路结构中的主控单元为开关控制单元，且该开关控制单元中包括马达正转继电器和马达反转继电器。

采用了该实用新型的串激式马达煞车控制电路结构，由于其中主要利用马达断电后提供的定子电源使定子产生制动磁场，并通过制动磁场建立与惯性旋转的马达转子交互作用切割磁力线，从而使马达转子煞车制动且产生反电动势，从而能够产生稳定的煞车效果，并可通过电阻大小调整制动磁场能量，从而改善了各种场合的电动机所需要求；另一方面，当马达操作完成后，定子仍持续供电，利用煞车时产生出来的反电动势驱使与转子回路串联的继电器激磁，由于磁场制动作用，转子旋转速度下降，其转子产生出来的反电动势随的下降，当反电动势功率降低至继电器无法激磁动作时，继电器失磁进而切断定子的外加电源，因此采用此回授控制继电器方式，从而纯粹以继电器控制组件取代既有机械结构或复杂电子回路构成的煞车控制装置，并有效地达到了结构精简化与降低成本等符合经济实益的目的，确保了电气煞车性能，大大提升了产品可靠度，成本较低，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。

附图说明

图1为本实用新型的串激式马达煞车控制电路结构中的功能模块示意图。

图2为本实用新型的串激式马达煞车控制电路结构的较佳实施例电路原理图。

图3为图2中马达正转时电路连接原理图。

图4为图2中马达逆转时电路连接原理图。

图5为图3、4中马达断电后产生制动磁场的电路连接原理图。

图6为图5中产生制动磁场后反电动势回授控制电路连接原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，该串激式马达煞车控制电路结构，包括一可正反转的马达50和电源，其中，所述的电路结构中还包括主控单元10、开关切换单元20、煞车控制单元40和回授单元30，所述的电源分别与所述的主控单元10、开关切换单元20、煞车控制单元40和回授单元30均相连接，所述的主控单元10依次通过所述的开关切换单元20、煞车控制单元40与所述的可正反转的马达50相连接，且所述的可正反转的马达50通过所述的回授单元30与所述的煞车控制单元40相连接。

再请参阅图2所示，该串激式马达煞车控制电路结构中，所述的可正反转的马达包括马达定子52和马达转子51，所述的开关切换单元包括马达正转继电器(X继电器)第二接点102、马达正转继电器第三接点103、马达正转继电器第四接点104、马达正转继电器第五接点105、马达正转继电器第七接点107、马达反转继电器(Y继电器)第二接点112、马达反转继电器第三接点113、马达反转继电器第四接点114、马达反转继电器第五接点115、马达反转继电器第七接点117、第二电阻R2、自保持继电器(D继电器)第二接点412和自保持继电器第三接点413，所述的马达正转继电器第二接点依次与所述的回授单元、马达转子51、马达反转继电器第七接点、马达定子52、马达正转继电器第三接点相串联且与所述的主控单元相并联，所述的第二电阻R2的一端连接于所述的主控单元，该第二电阻R2的另一端依次串联所述的马达正转继电器第四接点、马达反转继电器第四接点、自保持继电器第二接点并接入所述的马达反转继电器第七接点和马达定子52之间，所述的马达反转继电器第二接点的一端连接于所述的主控单元，且该马达反转继电器第二接点的另一端接入所述的马达转子51和马达反转继电器第七接点之间，所述的马达正转继电器第七接点的一端连接于所述的回授单元，该马达正转继电器第七接点的另一端接入所述的马达反转继电器第七接点和马达定子52之间，所述的自保持继电器第三接点依次与所述的马达正转继电器第五接点、马达反转继电器第五接点相串联且和所述的马达反转继电器第三接点均并联跨接于所述的马达正转继电器第三接点的两端。

该串激式马达煞车控制电路结构中，所述的回授单元包括第一电阻R1、第一煞车继电器(F继电器)、马达正转继电器第六接点106、马达反转继电器第六接点116，所述的马达正转继电器第六接点依次与所述的马达反转继电器第六接点、第一煞车继电器相串联且与所述的第一电阻R1并联后接于所述的马达正转继电器第二接点和马达转子51之间。

该串激式马达煞车控制电路结构中的煞车控制单元包括自保持继电器(D继电器)、第二煞车继电器(E继电器)、自保持继电器第一接点411、马达正转继电器第一接点101、马达反转继电器第一接点111、第一煞车继电器第一接点311、第一煞车继电器第二接点312和第二煞车继电器接点421，所述的马达正转继电器第一接点依次与所述的第二煞车继电器接点、自保持继电器相串联且与所述的主控单元相并联，所述的自保持继电器第一接点和马达反转继电器第一接点均并联跨接于所述的马达正转继电器第一接点的两端，所述的第一煞车继电器第一接点并联跨接于所述的第二煞车继电器接点的两端，所述的第一煞车继电器第二接点的一端接入所述的马达正转继电器第一接点和第二煞车继电器接点之间，且该第一煞车继电器第二接点的另一端通过所述的第二煞车继电器接入所述的第二煞车继电器接点和自保持继电器之间。

该串激式马达煞车控制电路结构中的主控单元为开关控制单元，且该开关控制单元中包括马达正转继电器(X继电器)和马达反转继电器(Y继电器)。

在实际使用当中，请参阅图1和图2所示，该串激式马达煞车结构，包括一主控单元10、开关切换单元20、回授单元30、煞车控制单元40、可正反转的马达50，其中：

开关切换单元与主控单元连接，该开关切换单元可受于主控单元以切换马达正反运转方向，及切换接点供应定子电源的单元；回授单元为一继电器及电阻与马达转子连接的回路，可藉由反电动势能量的变化控制煞车控制单元接点切换；煞车控制单元与开关切换单元及回授单元连接，主控单元断电后，可藉由该单元切换开关切换单元的电源予马达定子产生制动磁场。且利用回授单元的控制，切换煞车控制单元以切断马达定子电源。

同时，所述主控单元10为一种开关控制单元，其内有X继电器及Y继电器的设置，并连接开关切换单元20，可依据操作者选择马达50正反转方向。

所述开关切换单元20为马达转子51、马达定子52及回授单元30连接，藉由主控单元10及开关切换单元20可控制马达转子51旋转方向及切换马达定子40的场磁作用，其中利用连接的回授单元30可切换煞车控制单元40，该单元用以切换马达动作的回路单元。

所述回授单元30为一与马达转子51连接的F继电器31、R1电阻61所组成，可藉由马达转子51产生的反电动势，回授控制F继电器激磁与失磁，进而控制煞车控制单元40的接点切换。

所述煞车控制单元40为D继电器41及E继电器42所组成，用以主控单元10断电后，接点开关电源加注于开关切换单元20的马达定子52，并藉由回授单元30控制煞车控制单元40的接点切换。

再请参阅图3所示，马达正、反转时电路接线示意图：操作马达正转时输入讯号予主控单元10，藉由主控单元10内的X继电器激磁，X继电器的X接点切换，电源经由X接点102、R1电阻61、马达转子51、Y接点117、马达定子52及X接点103，使马达50开始运转，电源亦经由X接点101、E接点421及D继电器41，使煞车控制单元40的D继电器41激磁，D接点411切换于常闭接点NC，D继电器41自保持，使操作完成主控单元10断电后，D继电器41仍能持续作用。

再请参阅图4所示，操作马达逆转时输入讯号予主控单元10，藉由主控单元10内的Y继电器激磁，Y继电器的Y接点切换，电源经由Y接点112、马达转子51、R1电阻61、X接点107、马达定子52及Y接点113，使马达50开始运转，电源亦经由Y接点111、E接点421及D继电器41，使煞车控制单元40的D继电器41激磁，D接点411切换于常闭接点NC，D继电器41自保持，使操作完成主控单元10断电后，D继电器41仍能持续作用。

再请参阅图5所示，操作完成，主控单元10电源切断，X或Y接点切换，马达转子51及马达定子52断电，藉由D继电器41激磁，使D接点412及D接点413切换于常闭接点NC，电源经由R2电阻62、X接点104、Y接点114、D接点412、马达定子52、D接点413、X接点105、Y接点115，使马达定子52通电产生制动磁场。

再请参阅图6所示，建立制动磁场后，藉由马达转子51惯性旋转，切割磁力线转子产生制动效果，使马达转子51惯性转速下降并产生反电动势。反电动势一端经由R1电阻61及连接的F继电器31、Y接点116、X接点106通过X接点107及Y接点117至马达转子51形成一回圈。当反电动势产生并激磁F继电器31时，煞车控制单元40的F接点311及F接点312接点切换于常闭接点NC，其中F接点311接续D继电器41的保持回路，F接点312接点切换后激磁E继电器42，使E接点421切换于常开接点NO，此时D继电器41的自保持由E接点421转为F接点311及F接点312，藉由转子煞车效果，惯性旋转速度下降，所产生的反电动势功率降低，直至F继电器31无法吸附失磁，进而切断D继电器41，使D接点412及D接点413切换于常开接点NO，因此可延迟切断马达定子52的供应电源。

现有技术中的延迟器无回授控制功能且仅能提供固定单一延迟时间，无法有效掌握各式串激马达最佳煞车时间点，造成煞车时间过快或过慢，影响煞车稳定性。

采用本实用新型的煞车回路，可有效解决其不稳定现象，不同型式串激马达皆可提供自动回授作用的断电系统，确实地将马达于停止时自动切断外加的磁场电源，更提升煞车作用灵敏性，且兼能控制马达正、反转煞车的手段，促使整个煞车系统精简化，提升煞车系统的整体价值。

采用了上述的串激式马达煞车控制电路结构，由于其中主要利用马达断电后提供的定子电源使定子产生制动磁场，并通过制动磁场建立与惯性旋转的马达转子交互作用切割磁力线，从而使马达转子煞车制动且产生反电动势，从而能够产生稳定的煞车效果，并可通过电阻大小调整制动磁场能量，从而改善了各种场合的电动机所需要求；另一方面，当马达操作完成后，定子仍持续供电，利用煞车时产生出来的反电动势驱使与转子回路串联的继电器激磁，由于磁场制动作用，转子旋转速度下降，其转子产生出来的反电动势随的下降，当反电动势功率降低至继电器无法激磁动作时，继电器失磁进而切断定子的外加电源，因此采用此回授控制继电器方式，从而纯粹以继电器控制组件取代既有机械结构或复杂电子回路构成的煞车控制装置，并有效地达到了结构精简化与降低成本等符合经济实益的目的，确保了电气煞车性能，大大提升了产品可靠度，成本较低，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种串激式马达煞车控制电路结构，包括一可正反转的马达和电源，其特征在于，所述的电路结构中还包括主控单元、开关切换单元、煞车控制单元和回授单元，所述的电源分别与所述的主控单元、开关切换单元、煞车控制单元和回授单元均相连接，所述的主控单元依次通过所述的开关切换单元、煞车控制单元与所述的可正反转的马达相连接，且所述的可正反转的马达通过所述的回授单元与所述的煞车控制单元相连接。

2.根据权利要求1所述的串激式马达煞车控制电路结构，其特征在于，所述的可正反转的马达包括马达定子(52)和马达转子(51)，所述的开关切换单元包括马达正转继电器第二接点、马达正转继电器第三接点、马达正转继电器第四接点、马达正转继电器第五接点、马达正转继电器第七接点、马达反转继电器第二接点、马达反转继电器第三接点、马达反转继电器第四接点、马达反转继电器第五接点、马达反转继电器第七接点、第二电阻(R2)、自保持继电器第二接点和自保持继电器第三接点，所述的马达正转继电器第二接点依次与所述的回授单元、马达转子(51)、马达反转继电器第七接点、马达定子(52)、马达正转继电器第三接点相串联且与所述的主控单元相并联，所述的第二电阻(R2)的一端连接于所述的主控单元，该第二电阻(R2)的另一端依次串联所述的马达正转继电器第四接点、马达反转继电器第四接点、自保持继电器第二接点并接入所述的马达反转继电器第七接点和马达定子(52)之间，所述的马达反转继电器第二接点的一端连接于所述的主控单元，且该马达反转继电器第二接点的另一端接入所述的马达转子(51)和马达反转继电器第七接点之间，所述的马达正转继电器第七接点的一端连接于所述的回授单元，该马达正转继电器第七接点的另一端接入所述的马达反转继电器第七接点和马达定子(52)之间，所述的自保持继电器第三接点依次与所述的马达正转继电器第五接点、马达反转继电器第五接点相串联且和所述的马达反转继电器第三接点均并联跨接于所述的马达正转继电器第三接点的两端。

3.根据权利要求2所述的串激式马达煞车控制电路结构，其特征在于，所述的回授单元包括第一电阻(R1)、第一煞车继电器、马达正转继电器第六接点、马达反转继电器第六接点，所述的马达正转继电器第六接点依次与所述的马达反转继电器第六接点、第一煞车继电器相串联且与所述的第一电阻(R1)并联后接于所述的马达正转继电器第二接点和马达转子(51)之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的串激式马达煞车控制电路结构，其特征在于，所述的煞车控制单元包括自保持继电器、第二煞车继电器、自保持继电器第一接点、马达正转继电器第一接点、马达反转继电器第一接点、第一煞车继电器第一接点、第一煞车继电器第二接点和第二煞车继电器接点，所述的马达正转继电器第一接点依次与所述的第二煞车继电器接点、自保持继电器相串联且与所述的主控单元相并联，所述的自保持继电器第一接点和马达反转继电器第一接点均并联跨接于所述的马达正转继电器第一接点的两端，所述的第一煞车继电器第一接点并联跨接于所述的第二煞车继电器接点的两端，所述的第一煞车继电器第二接点的一端接入所述的马达正转继电器第一接点和第二煞车继电器接点之间，且该第一煞车继电器第二接点的另一端通过所述的第二煞车继电器接入所述的第二煞车继电器接点和自保持继电器之间。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的串激式马达煞车控制电路结构，其特征在于，所述的主控单元为开关控制单元，且该开关控制单元中包括马达正转继电器和马达反转继电器。

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