CN203906956U - 具有过载保护的电动执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有过载保护的电动执行器，包括电机、控制电路和用于与阀门联动的齿轮组，所述电机转轴与齿轮组联动连接，所述电机上设有力矩开关，所述力矩开关与控制电路耦接，所述力矩开关与控制电路之间耦接有信号传输电路，所述信号传输电路包括：采样部，耦接于力矩开关以对力矩开关的信号进行采样；筛选部，耦接于采样部以接收采样部输出的采样信号，并将该信号筛选之后输送给控制电路。本实用新型的具有过载保护的电动执行器，就可以对力矩开关的输出信号进行一个筛选的作用，有效的避免了电机正常运作时一时扭转力过大导致执行器误动作的问题。

Description

具有过载保护的电动执行器

技术领域

本实用新型涉及一种电动执行器，更具体的说是涉及一种具有过载保护的电动执行器。

背景技术

电动执行器在生产生活中的应用十分广泛，绝大多数是用于各种各样的阀门上，通过电动执行器来控制阀门的开和关，这样就不需要人为的去打开或是关闭阀门，为一些工位受限制的环境方便了阀门的使用。

有公告号为CN 2570835Y的专利公开了一种电动执行器，包括微处理器CPU、面板按键参数设定装置、信号输入设备、LED显示器、电机、机械减速器、位置传感器、位置信号输出装置和故障报警装置，面板按键参数设定装置通过一输入电路域中央处理器CPU的输入控制端口相连，从而通过该装置输入电动执行器的工作参数；信号输入设备与CPU的信号输入端口相连；外部设备与CPU通过RS485通讯口相连，位置信号输出装置与CPU的信号输出端口相连；故障报警器与CPU的故障报警声音接点输出端口相连，LED显示器与CPU的显示输出端口相连；CPU的功率信号输出端口与功率驱动器相连，从而将CPU的驱动数据传递给与功率驱动器相连的电机，电机与一过热过压保护装置相连，而后者与CPU的过热过压信号输入端口连接，电机还与一机械减速器连接，所述机械减速器分别于位置传感器、碟形瘫痪、力矩开关、限位开关连接，而位置传感器与CPU的位置信号输入端口相连，从而将其所探测到的位置数据传递给CPU；力矩开关与CPU的力矩输入端口连接；限位开关与CPU的限位开关信号输入端口连接；碟形弹簧与所调节的对象连接，这种结构的电动执行器，其通过力矩开关来测试电机的扭转力来达到检测电机是否处于过载状态，若电机扭转力大于力矩开关内的设定值，力矩开关便马上发送信号到CPU，CPU便会迅速的将电机上的电源断开，这样达到一个过载保护的目的，但是在阀门打开或关闭的过程中，由于内部介质的原因，往往会出现短时间内电机的扭转力过大而后又恢复正常的并非是电机卡住的状态，这样力矩开关就会一下发送信号给CPU使得CPU断开电机电源，一下不发送信号给CPU使得CPU接上电机电源，即电动执行器产生相应的误动作，这样就容易烧毁电机。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有过载保护且不容易产生误动作的电动执行器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种具有过载保护的电动执行器，包括电机、控制电路和用于与阀门联动的齿轮组，所述电机转轴与齿轮组联动连接，所述电机上设有力矩开关，所述力矩开关与控制电路耦接，所述力矩开关与控制电路之间耦接有信号传输电路，所述信号传输电路包括：

采样部，耦接于力矩开关以对力矩开关的信号进行采样；

筛选部，耦接于采样部以接收采样部输出的采样信号，并将该信号筛选之后输送给控制电路。

通过采用上述技术方案，当电动执行器在使用的时候，力矩开关就实时监测电机的扭转力，若是电机正常运作中出现的扭转力一时间过大导致力矩开关短时间输出信号，筛选部就会将这部分短时信号筛选出去，不输入到控制电路，若是电机卡住时，电机的扭转力会在长时间处于过大状态，因而力矩开关长时间输出信号，筛选部就会将这部分长时信号输送到控制电路，使得控制电路运作，断开电机与电源，有效的保护了电机，也有效的避免了执行器的误动作。

本实用新型进一步设置为：所述采样部包括：

开关管，该开关管具有第一端，耦接一可变电阻后耦接外部电源，第二端，耦接一电阻后接地，控制端，耦接于力矩开关。

通过采用上述技术方案，通过开关管的设置，就可以有效的通过力矩开关的信号来控制其他电路，即对力矩开关的输出信号进行一个采样作用。

本实用新型进一步设置为：所述筛选部包括：

充放电单元，耦接于开关管第二端，当开关管导通时充电，断开时放电；

比较单元，耦接于充放电单元，将充放电单元的电压与预设电压相比较，比较之后输出信号至控制电路。

通过采用上述技术方案，通过充放电单元的设置，就可以有效的对开关管所采样到的信号进行一个充电和放电的作用，由于其充电和放电均需要时间，且在其充好电之前，比较单元不会输出信号，因而这样就可以有效的达到输出长时间信号和滤去短时间信号的效果。

本实用新型实施例中，其中开关管为PMOS管，该MOS管的栅极耦接力矩开关，漏极耦接可变电阻后接外部电源，源极耦接一电阻后接地。

充放电单元包括充电电容，一端耦接于开关管第二端与比较器同相输入端之间形成的结点，另一端接地。

比较单元包括运算放大器，该运算放大器包括同相输入端，耦接于充电电容一端以接收充电电容电压，反相输入端，耦接于外部稳定电压源以接收预设电压，输出端，耦接于控制电路以输出信号至控制电路，其中运算放大器的型号为CA3140。

所述力矩开关还耦接一电阻后再耦接一发光二极管后接地。

附图说明

图1为本实用新型的具有过载保护的电动执行器的内部电路图。

    图中：1、力矩开关；2、控制电路；3、信号传输电路；31、采样部；32、筛选部；321、充放电单元；322、比较单元。

具体实施方式

参照图1所示，本实施例的一种具有过载保护的电动执行器，包括电机、控制电路2和用于与阀门联动的齿轮组，所述电机转轴与齿轮组联动连接，所述电机上设有力矩开关1，所述力矩开关1与控制电路2耦接，所述力矩开关1与控制电路2之间耦接有信号传输电路3，所述信号传输电路3包括：

采样部31，耦接于力矩开关1以对力矩开关1的信号进行采样；

筛选部32，耦接于采样部31以接收采样部31输出的采样信号，并将该信号筛选之后输送给控制电路2。

通过采用上述技术方案， 当电动执行器接入到电路中的时候，力矩开关1就会实时的检测电机转轴上的扭转力，且采样部31会对力矩开关1所输出的信号进行采样，并将采样之后的信号输送给筛选部32，若电机出现逆转力过大的时候，力矩开关1就会输出信号到采样部31，采样部31就会对其进行采样，且将其采样到的信号输入到筛选部32，筛选部32就会对采样部31所输出的信号进行筛选，若是短时信号（即为正常状态下），筛选部32滤去该信号，若是长时信号（即电机已卡住），筛选部32将该信号发送到控制电路2，控制电路2动作，保护电机。

以下对上述所提及的采样部31的工作过程及原理，筛选部32的工作过程及原理做详细描述。

本实用新型的外部电源通过一直流稳压电路提供，当电机处于正常状态的时候，即扭转力未过大的时候，力矩开关1一直处于导通状态，因而外部电源上的电压就会施加到力矩开关1所连接的电阻R1以及发光二极管LED上，这时发光二极管就会发光，表示电机处于正常工作状态，当电机转轴上的扭转力过大的时候，力矩开关1就会断开，因而PMOS管的栅极电压也就降为0，所以之前一直处于截断状态的PMOS管M就会导通，这样外部电源就会通过可变电阻RP和电阻R2给电容C充电。

同时比较器的反向输入端的参考电压采用外部电源降压之后得出，若电机是处于卡住状态的话，力矩开关1就会一直处于断开状态，同时PMOS管M也会一直处于导通状态，因而电容C会一直充电，当电容C上的电压充电至大于该参考电压的时候，运算放大器U便会输出一个高电平信号到控制电路2，那么控制电路2就会动作，断开电机与电源，防止电机损坏，若只是在电机正常运行的过程中出现的偶尔扭转力过大的情况下，力矩开关1会断开一段时间后又导通，相应的PMOS管M就会导通一段时间后又断开，在PMOS管M导通的时候，电容充电，在其断开的时候，电容就会通过电阻R2放电，因而当PMOS管M的导通时间不足以使得电容的充电电压超过参考电压的话，比较器就不会输出高电平，这样就可以有效的达到一个滤去短时信号的效果，避免了由于电机正常运作的过程中时不时出现的扭转力过大导致控制电路2误动作的问题。

综上所述，通过采样部31的设置，就可以有效的对力矩开关1的输出信号进行采样，且采样之后通过筛选部32进行筛选，滤去短时信号，留下长时信号，这样就可以有效的避免由于电机在正常运行过程短时扭转力过大，导致控制电路2误动作的问题。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有过载保护的电动执行器，包括电机、控制电路和用于与阀门联动的齿轮组，所述电机转轴与齿轮组联动连接，所述电机上设有力矩开关，所述力矩开关与控制电路耦接，其特征在于：所述力矩开关与控制电路之间耦接有信号传输电路，所述信号传输电路包括：

采样部，耦接于力矩开关以对力矩开关的信号进行采样；

筛选部，耦接于采样部以接收采样部输出的采样信号，并将该信号筛选之后输送给控制电路。

2.根据权利要求1所述的具有过载保护的电动执行器，其特征在于：所述采样部包括：

开关管，该开关管具有第一端，耦接一可变电阻后耦接外部电源，第二端，耦接一电阻后接地，控制端，耦接于力矩开关。

3.根据权利要求1所述的具有过载保护的电动执行器，其特征在于：所述筛选部包括：

充放电单元，耦接于开关管第二端，当开关管导通时充电，断开时放电；

比较单元，耦接于充放电单元，将充放电单元的电压与预设电压相比较，比较之后输出信号至控制电路。

4.根据权利要求3所述的具有过载保护的电动执行器，其特征在于：所述充放电单元包括：

充电电容，一端耦接于开关管第二端，另一端接地。

5.根据权利要求3所述的具有过载保护的电动执行器，其特征在于：所述比较单元包括：

运算放大器，该运算放大器包括同相输入端，耦接于充电电容一端以接收充电电容电压，反相输入端，耦接于外部稳定电压源以接收预设电压，输出端，耦接于控制电路以输出信号至控制电路；

其中，当充电电容电压大于预设电压时，输出端输出高电平至控制电路，当充电电容电压小于预设电压时，输出端输出低电平至控制电路。

6.根据权利要求1所述的具有过载保护的电动执行器，其特征在于：所述力矩开关还耦接一电阻后再耦接一发光二极管后接地。