CN206209423U - 恒速电磨控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种恒速电磨控制电路，包括微处理器U1、转速调节电位器RV1、双向可控硅Q1、电机M、霍尔元件H1和电源开关，本实用新型通过霍尔元件H1采集电机M风叶上的磁钢M1和M2的磁信号，获得了电机M的实时转速SPEED与转速调节电位器RV1的设定信号进行比较，控制双向可控硅Q1的触发角进行电磨速度的补偿，保证了电磨的输出恒速，提高了电磨速度的稳定性。

Description

恒速电磨控制电路

技术领域

本实用新型涉及电动工具技术领域，特别是涉及一种恒速电磨控制电路。

背景技术

电磨一般均设有多个档位的速度，不同工作情况对应的工作速度不同，当电磨有负载时，现有电磨转速将衰减，无法保证速度恒定，而且同一档位的速度由于所带负载的不同，转速衰减也有大有小，当速度衰减过大时，无法正常工作；另外，现有电磨是直接上电的，上电时电流冲击比较大，影响电机的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种恒速电磨控制电路。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种恒速电磨控制电路，包括微处理器U1、转速调节电位器RV1、双向可控硅Q1、电机M、霍尔元件H1和电源开关，微处理器U1采用PIC16F688单片机，电源VCC为5V，为PIC16F688单片机及其外围电路供电，所述双向可控硅Q1的阳极A1与电源VCC连接，所述双向可控硅Q1的阳极A2串联电感L1后与电机M的一电源端连接，电机M的另一电源端串接电感L2后连接至电源开关的触点SWB，电源开关的触点SWA串联电感L3后连接至电源VCC，且触点SWB与触点SWA之间接一保护电容C1；转速调节电位器RV1的电源脚接电源VCC、地脚接地GND、滑动触点经电阻R11后连接至微处理器U1的一输入引脚，并且电阻R11连接一电容C5后接地；微处理器U1的PWM输出引脚串接电阻R12后与双向可控硅Q1的阳极A1连接；所述霍尔元件H1采集电机M两个磁钢M1和M2的磁信号，所述霍尔元件H1的正向输出引脚接电源VCC，同时接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接微处理器U1的转速输入引脚SPEED，所述霍尔元件H1的负向输出引脚接微处理器U1的转速输入引脚SPEED，同时接一电容C6后接地GND；电源VCC与地GND之间接一电容R7。

进一步，还包括过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R7、电阻R9和电容C3，所述电阻R7串接在双向可控硅Q1的阳极A1与电源VCC之间，双向可控硅Q1的阳极A1与电阻R7的公共端与地GND之间依次串接电阻R9和电容C3，且电阻R9和电容C3的公共端电压为过流保护电压OCP，所述过流保护电压OCP与微处理器U1的过流保护电压OCP输入引脚连接。

进一步，还包括整流滤波电路，所述整流滤波电路包括稳压二极管Z2，整流二极管D1和D2，电阻R1、R2、R3、R4、R5和R8以及电容CE1、C2和C4，所述电容CE1为电解电容，所述电阻R4、电容CE1和电容C2并联后串联在电源VCC与地GND之间，所述稳压二极管Z2的阴极与电源VCC，稳压二极管Z2的阳极与整流二极管D1的阴极连接，整流二极管D1的阳极与地GND连接，所述稳压二极管Z2的阳极与电源开关的触点SWB之间依次串联电阻R2、R1和R3，且电阻R2和电阻R1串联电路的两端并联电容C4；所述整流二极管D2、电阻R8和R5依次串接在电源VCC与电源开关的触点SWB之间，且整流二极管D2的阴极与电源VCC连接，整流二极管D2的阳极输出电压信号ZERO，电压信号ZERO连接至微处理器U1的电压信号ZERO输入引脚。

工作原理：

(1)速度恒定

速度恒定是指在各个调速档位使用时，当电磨有负载时，普通电磨转速将衰减，本实用新型的电磨通过功率补偿可以保持相对恒定的转速。

恒速原理：

霍尔元件H1通过采集电机M风叶上的2个磁钢M1和M2的磁信号，获得了电机M的实时转速SPEED，转速信号SPEED通过霍尔元件H1转换为了高低电平，被送入微处理器U1。

用户手动拨动转速调节电位器RV1，转速调节电位器RV1上面产生0～5V连续可变直流电压信号被送入微处理器U1处理，用于调整设定电磨对应转速。

空载时，当霍尔元件H1采集的转速和转速调节电位器RV1设定的转速比较，当H1转速低于RV1设定值，微处理器U1通过调整双向可控硅Q1的触发角加速，反之，当H1转速高于RV1设定值，微处理器U1通过调整双向可控硅Q1的触发角减速，这样电机M的转速基本恒定在设定转速的误差范围之内。

加载时，由于电机M转速突然下降，导致H1采集的转速SPEED也下降，因此微处理器U1必须采取加速措施，直到H1转速和RV1设定转速基本相等时停止加速处理，以保证电磨的转速恒定。但是假如负载很重超出电机最大额定功率，那么这个补偿作用则会受制于电机本身的功率，因此当电机处于低转速，且负载合理时，补偿效果最为明显。

(2)过流保护

过流保护指工作电流超过一定的值，可以停止电机运转，保护电机。

保护原理：

通过实时采集电阻R7上的电压信号OCP，送入微处理器U1转换成电流信号，当电流超过程序设定的值，那么微处理器U1将会关闭双向可控硅Q1的触发，断开电机M回路，电机M停转，直到用户关闭电源，重新启动方可恢复正常。电路中，OCP为电阻R9和电容C3公共端的电压信号，当电路充电完成时，电阻R9上的电流为零，电阻R9上的电压为零，因此电阻R9和电容C3公共端的电压即为电阻R7一端的电压，通过与电源VCC进行计算可以确定电阻R7上的电压。

(3)开机软启动

开机软启动指上电电机M运转具有软启动功能，保护电机M，降低市电干扰。

工作原理：

上电时微处理器U1通过控制双向可控硅Q1的相位角，使双向可控硅Q1控制交流回路通过的平均电压，也就是电机M端电压是慢慢变大，这样电机M就避免上电直接冲击，增加电机M使用寿命，并且减少对市电的干扰。另外，交流回路中串接多个电感L1、L2和L3，在上电时起到平滑电流的作用，也限制了电流的冲击。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种恒速电磨控制电路，采用微处理器通过控制可控硅的触发角进行电磨速度的补偿，保证了电磨的输出恒速，提高了电磨速度的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的原理示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种恒速电磨控制电路，包括微处理器U1、转速调节电位器RV1、双向可控硅Q1、电机M、霍尔元件H1和电源开关，所述双向可控硅Q1的阳极A1与电源VCC连接，所述双向可控硅Q1的阳极A2串联电感L1后与电机M的一电源端连接，电机M的另一电源端串接电感L2后连接至电源开关的触点SWB，电源开关的触点SWA串联电感L3后连接至电源VCC，且触点SWB与触点SWA之间接一保护电容C1；转速调节电位器RV1的电源脚接电源VCC、地脚接地GND、滑动触点经电阻R11后连接至微处理器U1的一输入引脚，并且电阻R11连接一电容C5后接地；微处理器U1的PWM输出引脚串接电阻R12后与双向可控硅Q1的阳极A1连接；所述霍尔元件H1采集电机M两个磁钢M1和M2的磁信号，所述霍尔元件H1的正向输出引脚接电源VCC，同时接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接微处理器U1的转速输入引脚SPEED，所述霍尔元件H1的负向输出引脚接微处理器U1的转速输入引脚SPEED，同时接一电容C6后接地GND；电源VCC与地GND之间接一电容R7。微处理器U1采用PIC16F688单片机，电源VCC为5V，为PIC16F688单片机及其外围电路供电。

还包括过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R7、电阻R9和电容C3，所述电阻R7串接在双向可控硅Q1的阳极A1与电源VCC之间，双向可控硅Q1的阳极A1与电阻R7的公共端与地GND之间依次串接电阻R9和电容C3，且电阻R9和电容C3的公共端电压为过流保护电压OCP，所述过流保护电压OCP与微处理器U1的过流保护电压OCP输入引脚连接。

还包括整流滤波电路，所述整流滤波电路包括稳压二极管Z2，整流二极管D1和D2，电阻R1、R2、R3、R4、R5和R8以及电容CE1、C2和C4，所述电容CE1为电解电容，所述电阻R4、电容CE1和电容C2并联后串联在电源VCC与地GND之间，所述稳压二极管Z2的阴极与电源VCC，稳压二极管Z2的阳极与整流二极管D1的阴极连接，整流二极管D1的阳极与地GND连接，所述稳压二极管Z2的阳极与电源开关的触点SWB之间依次串联电阻R2、R1和R3，且电阻R2和电阻R1串联电路的两端并联电容C4；所述整流二极管D2、电阻R8和R5依次串接在电源VCC与电源开关的触点SWB之间，且整流二极管D2的阴极与电源VCC连接，整流二极管D2的阳极输出电压信号ZERO，电压信号ZERO连接至微处理器U1的电压信号ZERO输入引脚。

工作原理：

(1)速度恒定

速度恒定是指在各个调速档位使用时，当电磨有负载时，普通电磨转速将衰减，本实用新型的电磨通过功率补偿可以保持相对恒定的转速。

恒速原理：

霍尔元件H1通过采集电机M风叶上的2个磁钢M1和M2的磁信号，获得了电机M的实时转速SPEED，转速信号SPEED通过霍尔元件H1转换为了高低电平，被送入微处理器U1。

用户手动拨动转速调节电位器RV1，转速调节电位器RV1上面产生0～5V连续可变直流电压信号被送入微处理器U1处理，用于调整设定电磨对应转速。

空载时，当霍尔元件H1采集的转速和转速调节电位器RV1设定的转速比较，当H1转速低于RV1设定值，微处理器U1通过调整双向可控硅Q1的触发角加速，反之，当H1转速高于RV1设定值，微处理器U1通过调整双向可控硅Q1的触发角减速，这样电机M的转速基本恒定在设定转速的误差范围之内。

加载时，由于电机M转速突然下降，导致H1采集的转速SPEED也下降，因此微处理器U1必须采取加速措施，直到H1转速和RV1设定转速基本相等时停止加速处理，以保证电磨的转速恒定。但是假如负载很重超出电机最大额定功率，那么这个补偿作用则会受制于电机本身的功率，因此当电机处于低转速，且负载合理时，补偿效果最为明显。

(2)过流保护

过流保护指工作电流超过一定的值，可以停止电机运转，保护电机。

保护原理：

通过实时采集电阻R7上的电压信号OCP，送入微处理器U1转换成电流信号，当电流超过程序设定的值，那么微处理器U1将会关闭双向可控硅Q1的触发，断开电机M回路，电机M停转，直到用户关闭电源，重新启动方可恢复正常。电路中，OCP为电阻R9和电容C3公共端的电压信号，当电路充电完成时，电阻R9上的电流为零，电阻R9上的电压为零，因此电阻R9和电容C3公共端的电压即为电阻R7一端的电压，通过与电源VCC进行计算可以确定电阻R7上的电压。

(3)开机软启动

开机软启动指上电电机M运转具有软启动功能，保护电机M，降低市电干扰。

工作原理：

上电时微处理器U1通过控制双向可控硅Q1的相位角，使双向可控硅Q1控制交流回路通过的平均电压，也就是电机M端电压是慢慢变大，这样电机M就避免上电直接冲击，增加电机M使用寿命，并且减少对市电的干扰。另外，交流回路中串接多个电感L1、L2和L3，在上电时起到平滑电流的作用，也限制了电流的冲击。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种恒速电磨控制电路，其特征在于：包括微处理器U1、转速调节电位器RV1、双向可控硅Q1、电机M、霍尔元件H1和电源开关，所述双向可控硅Q1的阳极A1与电源VCC连接，所述双向可控硅Q1的阳极A2串联电感L1后与电机M的一电源端连接，电机M的另一电源端串接电感L2后连接至电源开关的触点SWB，电源开关的触点SWA串联电感L3后连接至电源VCC，且触点SWB与触点SWA之间接一保护电容C1；转速调节电位器RV1的电源脚接电源VCC、地脚接地GND、滑动触点经电阻R11后连接至微处理器U1的一输入引脚，并且电阻R11连接一电容C5后接地；微处理器U1的PWM输出引脚串接电阻R12后与双向可控硅Q1的阳极A1连接；所述霍尔元件H1采集电机M两个磁钢M1和M2的磁信号，所述霍尔元件H1的正向输出引脚接电源VCC，同时接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接微处理器U1的转速输入引脚SPEED，所述霍尔元件H1的负向输出引脚接微处理器U1的转速输入引脚SPEED，同时接一电容C6后接地GND；电源VCC与地GND之间接一电容R7。

2.如权利要求1所述的恒速电磨控制电路，其特征在于：还包括过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R7、电阻R9和电容C3，所述电阻R7串接在双向可控硅Q1的阳极A1与电源VCC之间，双向可控硅Q1的阳极A1与电阻R7的公共端与地GND之间依次串接电阻R9和电容C3，且电阻R9和电容C3的公共端电压为过流保护电压OCP，所述过流保护电压OCP与微处理器U1的过流保护电压OCP输入引脚连接。

3.如权利要求2所述的恒速电磨控制电路，其特征在于：还包括整流滤波电路，所述整流滤波电路包括稳压二极管Z2，整流二极管D1和D2，电阻R1、R2、R3、R4、R5和R8以及电容CE1、C2和C4，所述电容CE1为电解电容，所述电阻R4、电容CE1和电容C2并联后串联在电源VCC与地GND之间，所述稳压二极管Z2的阴极与电源VCC，稳压二极管Z2的阳极与整流二极管D1的阴极连接，整流二极管D1的阳极与地GND连接，所述稳压二极管Z2的阳极与电源开关的触点SWB之间依次串联电阻R2、R1和R3，且电阻R2和电阻R1串联电路的两端并联电容C4；所述整流二极管D2、电阻R8和R5依次串接在电源VCC与电源开关的触点SWB之间，且整流二极管D2的阴极与电源VCC连接，整流二极管D2的阳极输出电压信号ZERO，电压信号ZERO连接至微处理器U1的电压信号ZERO输入引脚。