CN207947733U - 一种无刷电机的刹车装置及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无刷电机的刹车装置，包括分别与所述无刷电机和电源正极连接的三个上桥开关；分别与所述无刷电机和电源负极连接的三个下桥开关；其中，所述电源负极接地；与所述上桥开关和所述下桥开关连接的，用于在接收到刹车指令后断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器。通过在接收到刹车指令后断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器，可以使三相电机线通过三个下桥开关对地短路，从而产生反向力矩，使电机减速，从而实现快速刹车。本实用新型还提供一种设备，具有上述有益效果，在此不再赘述。

Description

一种无刷电机的刹车装置及设备

技术领域

本实用新型涉及机械控制领域，特别涉及一种无刷电机的刹车装置及设备。

背景技术

在现有技术中，电机刹停通常是通过断掉电机的供电电源，使电机在自身惯性作用下继续转动数秒后停下。这种停机方式从下达停机指令到电机完全停机之间的间隔时间受电机停机前的转速、扭矩大小等因素影响，时间不可控，且停机时间较长。但是在某些生产、施工现场，为了安全考虑，要求电机在下达停机指令后能够快速停机。

因此，如何使电机在接收到刹车指令后快速刹车，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无刷电机的刹车装置及设备，用于使电机在接收到刹车指令后快速刹车。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种无刷电机的刹车装置，包括：

分别与所述无刷电机和电源正极连接的三个上桥开关；

分别与所述无刷电机和所述电源负极连接的三个下桥开关；其中，所述电源负极接地；

分别与所述上桥开关和所述下桥开关连接的，用于在接收到刹车指令后控制断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器。

可选地，所述上桥开关和所述下桥开关具体为MOS管。

可选地，还包括：

与所述控制器连接的，用于接收控制指令的控制信号采集电路。

可选地，还包括：

分别与所述无刷电机和所述控制器连接的，用于将所述无刷电机的转速和电机线中的电流反馈至所述控制器的信号反馈电路。

可选地，所述控制器与所述上桥开关之间和所述控制器与所述下桥开关之间具体都通过驱动芯片连接。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种设备，包括如上述任一项所述的无刷电机刹车装置。

本实用新型提供的无刷电机的刹车装置，包括分别与所述无刷电机和电源正极连接的三个上桥开关；分别与所述无刷电机和电源负极连接的三个下桥开关；其中，所述电源负极接地；与所述上桥开关和所述下桥开关连接的，用于在接收到刹车指令后断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器。通过在接收到刹车指令后断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器，可以使三相电机线通过三个下桥开关对地短路，从而产生反向力矩，使电机减速，从而实现快速刹车。本实用新型还提供一种设备，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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附图。

图1为本实用新型实施例提供的第一种无刷电机的刹车装置的连接示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第二种无刷电机的刹车装置的连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第三种无刷电机的刹车装置的连接示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种无刷电机的刹车装置及设备，用于使电机在接收到刹车指令后快速刹车。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

图1为本实用新型实施例提供的第一种无刷电机的刹车装置的连接示意图。如图1所示，无刷电机的刹车装置包括：

分别与无刷电机101和电源正极连接的三个上桥开关Q₂、Q₄、Q₆；

分别与无刷电机101和电源负极连接的三个下桥开关Q₁、Q₃、Q₅；其中，电源负极接地；

分别与上桥开关Q₂、Q₄、Q₆和下桥开关Q₁、Q₃、Q₅连接的，用于在接收到刹车指令后控制断开三个上桥开关Q₂、Q₄、Q₆并闭合三个下桥开关Q₁、Q₃、Q₅的控制器102。

需要说明的是，图1中所示仅为无刷电机的刹车装置中的部分电路，无刷电机的控制电路中还有其他元件并未在图1中体现。图1中体现的各元件仅为连接示意。

三相无刷电机具有三根电机线，设为U相、V相、W相，其中，上桥开关Q₂、Q₄、Q₆分别对应控制电机线U相、V相、W相与电源正极的连接，下桥开关Q₁、Q₃、Q₅分别对应控制电机线U相、V相、W相与电源负极的连接。

当无刷电机运行时，使上桥开关Q₂和下桥开关Q₃同时导通，其他开关断开，电源电压通过到Q₂到U相，由电机线U相到V相，再经由Q₃到电源负极的形成回路产生电流，电机绕组中电流流过时会产生磁动势，当电枢磁动势与转子磁动势相互作用产生力矩使转子转动。下一时刻，使上桥开关Q₄和下桥开关Q₅同时导通，其他开关断开，电源电压通过到Q₄到V相，由电机线V相到W相，再经由Q₅到电源负极的回路产生电流，同样产生力矩使转子继续转动。再下一时刻，使上桥开关Q₆和下桥开关Q₁同时导通，其他开关断开，电源电压通过到Q₆到W相，由电机线W相到U相，再经由Q₁到电源负极的回路产生电流，同样产生力矩使转子继续转动。按一定时间或位置顺序重复上述的换流情况，如此循环进行，三相无刷电机在电枢磁动势和转子磁动势的相互作用下，产生转矩并使电机转子按一定的转向旋转。

当控制器102接收到刹车指令后，如人为触发给控制器102刹车指令或者运行过程中出现异常如电源信号异常、负载信号异常或控制器102自身异常时需要执行刹车动作，控制器102通过控制三个上桥开关Q₂、Q₄、Q₆断开，三个下桥开关Q₁、Q₃、Q₅导通。当下桥开关导通时，电机线U相、V相、W相相当于同时接在电源负极，既使电机U相、V相、W相三相线短路，由此产生较大反向力矩，使电机刹车。

可选地，上桥开关Q₂、Q₄、Q₆和下桥开关Q₁、Q₃、Q₅具体可以为MOS管。在具体实施中，由于在刹车时产生的短路电流过大，电机的反向电动势也过大，容易将MOS管击穿，可通过计算与实验选择适合的MOS管与配合的电路避免这种情况。控制器102输出高电平端分别与上桥开关Q₂、Q₄、Q₆连接，输出低电平端分别与下桥开关Q₁、Q₃、Q₅连接，通过改变输出电压控制各开关的通断。

可选地，控制器102与上桥开关Q₂、Q₄、Q₆之间和控制器102与下桥开关Q₁、Q₃、Q₅之间具体都通过驱动芯片连接。驱动芯片可通过电流控制开关的通断，便于控制，节省空间，无需手动控制开关。

本实用新型实施例提供的无刷电机的刹车装置，包括分别与所述无刷电机和电源正极连接的三个上桥开关；分别与所述无刷电机和电源负极连接的三个下桥开关；其中，所述电源负极接地；与所述上桥开关和所述下桥开关连接的，用于在接收到刹车指令后断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器。通过在接收到刹车指令后断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器，可以使三相电机线通过三个下桥开关对地短路，从而产生反向力矩，使电机减速，从而实现快速刹车。

图2为本实用新型实施例提供的第二种无刷电机的刹车装置的连接示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，无刷电机的刹车装置还包括与控制器102连接的，用于接收控制指令的控制信号采集电路201。

控制器102可以包括模数转换器，用于将控制信号采集电路201采集到的模拟信号转换为数字信号，经过分析得到刹车指令，并控制上桥开关Q₂、Q₄、Q₆断开以及下桥开关Q₁、Q₃、Q₅导通。

另外，为了快速响应用户的刹车指令，做出刹车动作，可设置刹车按钮用于接收用户的刹车指令，刹车按钮通过控制信号采集电路201中特定的一路与控制器102进行通信以直接触发刹车动作。

本实用新型实施例提供的无刷电机的刹车装置，还包括与控制器连接的，用于接收控制指令的控制信号采集电路。通过控制信号采集电路可以便于接收用户的控制指令，便于用户操作设备并下达刹车指令。

图3为本实用新型实施例提供的第三种无刷电机的刹车装置的连接示意图。如图3所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，无刷电机的刹车装置还包括分别与无刷电机101和控制器102连接的，用于将无刷电机101的转速和电机线中的电流反馈至控制器102的信号反馈电路301。

在具体实施中，为了监控无刷电机101的转速和电机线中的电流，在无刷电机101和控制器102之间设置信号反馈电路301。控制器102根据信号反馈电路301反馈的无刷电机101的运转情况和电路中的控制情况调整控制策略(如占空比大小)。

在此基础上，可以设置一个与控制器102连接的人机交互模块，以便用户下达指令以及监控电机电路的运行状态。

本实用新型实施例提供的无刷电机的刹车装置，还包括分别与无刷电机和控制器连接的，用于将无刷电机的转速和电机线中的电流反馈至控制器的信号反馈电路。通过信号反馈电路可以将无刷电机实时的转速以及电机线中的电流反馈给控制器，以便控制器调整控制策略。

上文详述了无刷电机的刹车装置对应的各个实施例，在此基础上，本实用新型还公开了与上述刹车装置对应的设备，该设备可以包括上述任一项实施例所述的无刷电机的刹车装置。

由于设备部分的实施例与无刷电机的刹车装置部分的实施例相互对应，因此设备部分的实施例请参见无刷电机的刹车装置部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

以上对本实用新型所提供的无刷电机的刹车装置及设备进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明都是与其它实施例的不用之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列的要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (6)

1.一种无刷电机的刹车装置，其特征在于，包括：

分别与所述无刷电机和电源正极连接的三个上桥开关；

分别与所述无刷电机和所述电源负极连接的三个下桥开关；其中，所述电源负极接地；

分别与所述上桥开关和所述下桥开关连接的，用于在接收到刹车指令后控制断开三个所述上桥开关并闭合三个所述下桥开关的控制器。

2.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，所述上桥开关和所述下桥开关具体为MOS管。

3.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，还包括：

与所述控制器连接的，用于接收控制指令的控制信号采集电路。

4.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，还包括：

分别与所述无刷电机和所述控制器连接的，用于将所述无刷电机的转速和电机线中的电流反馈至所述控制器的信号反馈电路。

5.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于，所述控制器与所述上桥开关之间和所述控制器与所述下桥开关之间具体都通过驱动芯片连接。

6.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的无刷电机刹车装置。