CN214544161U - 有刷直流电机正反转变频的装置 - Google Patents

Abstract

一种有刷直流电机正反转变频的装置，H桥控制电路全部使用机械触点开关的继电器，继电器的工作由变频及继电器控制IC的控制端口进行控制，变频及继电器控制IC收到电机转动的输入信号后，根据输入信号，通过控制不同继电器吸合，对电机的正反转控制；H桥一端通过控制管与地相连，另一端直接与供电电源连，由变频及继电器控制IC实时调整控制控制管的频率信号，使得电机的转速变化。其特点是在由纯继电器组成的H桥基础上增加一个控制管，H桥只对直流电机起换向作用，而电机的运转及速度则由控制管的通断决定。这样，即保持了纯继电器H桥控制的优点，也使纯继电器H桥结构装置控制电机转速成为现实，同时还能延长H桥继电器的使用寿命。

Description

有刷直流电机正反转变频的装置

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，特别涉及一种有刷直流电机正反转变频的装置。

背景技术

目前，所有控制有刷直流电机的正反转基本采用H桥的结构，较为通行的组成形式是四个三极管（一般用MOS管）或两个带常开和常闭触点的继电器。两种形式各有长短：对于管子组成的H桥，除控制电机转向换向外，还能控制电机的转速，但为保证MOS管正常工作，每个MOS管各自需要有自己的驱动电路，因此，电路结构较为复杂，并且，当H桥的一对角导通时，另一对角一定要处于关断状态，否则就会发生H桥同侧短路的现象。而由两个继电器常开点和常闭点组成的H桥由于同侧有互锁功能，因此在正常情况下H桥同侧不可能有短路的现象，并且电路结构简单。但由继电器触点组成的H桥结构装置只能使电机有转向换向的功能，而无法控制电机的转速。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种在由纯继电器组成的H桥基础上增加一个控制管而实现有刷直流电机正反转变频的装置；在此装置中，H桥只对直流电机起换向作用，而电机的运转及速度则由控制管的通断决定。这样，即保持了纯继电器H桥的优点，也使纯继电器H桥结构装置控制电机转速成为现实，同时还能延长H桥继电器的使用寿命。

本实用新型的解决方案是这样的：

一种有刷直流电机正反转变频的装置，包括H桥控制电路和变频及继电器控制IC，所述H桥控制电路全部使用机械触点开关的继电器，所述继电器的工作由变频及继电器控制IC的控制端口进行控制，变频及继电器控制IC 收到电机转动的输入信号后，根据输入信号的要求，通过控制不同继电器吸合，实现对电机的正反转控制；H桥一端通过控制管与地相连，另一端直接与供电电源连，或者H桥一端通过控制管与供电电源相连，另一端直接与地相连；由变频及继电器控制IC实时调整控制控制管的频率信号，使得电机的转速跟随频率信号占空比的变化而变化。

更具体的技术方案还包括：辅助继电器与电机串接后接入H桥，H桥上的电机一端与桥的一端连接，另一端与辅助继电器常开触点的一个点连，辅助继电器同一常开触点的另一个点与桥的另一端相连；辅助继电器连接第三开关管，第三开关管与变频及继电器控制IC的I/O3连接。

进一步的：设置有电流检测单元，所述电流检测单元通过电流采样电阻、放大电路以及AD转换电路连接变频及继电器控制IC，当整个装置的总电流大于设定的电流值时，变频及继电器控制IC就会发出关断信号让整个装置停止工作，实施保护。

进一步的：二极管分别并联于继电器的常开点以及变频控制管非控制端的两端，组成释放回路以保护变频控制管，所有二极管的导通方向均与电机断电时所产生的感应电流方向一致。

本实用新型的优点是在由纯继电器组成的H桥基础上增加一个控制管，H桥只对直流电机起换向作用，而电机的运转及速度则由控制管的通断决定。这样，即保持了纯继电器H桥控制的优点，也使纯继电器H桥结构装置控制电机转速成为现实，同时还能延长H桥继电器的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

本实用新型如图1所示，内虚线框内为可控制电机转速的继电器H桥电路，带电流和转速检测，电机刹车和消除电机无电转动阻力控制以及电机感应电流释放回路；外虚线框内为H桥控制原理结构图，框外为外部信号接线。

第一继电器的常开点JOQ1-1和常闭点JOQ2-1、第二继电器的常开点JOQ1-2和常闭点JOQ2-2组成H桥的控制电路，第一继电器连接第一开关管、第二继电器连接第二开关管，第一开关管与变频及继电器控制IC的I/O1连接，第二开关管与变频及继电器控制IC的I/O2连接。

辅助继电器JOQ3与电机M串接后接入H桥，H桥上的电机M一端与桥的一端连接，另一端与辅助继电器JDQ3常开触点的一个点连，辅助继电器JDQ3同一常开触点的另一个点与桥的另一端相连；辅助继电器JOQ3连接第三开关管，第三开关管与变频及继电器控制IC的I/O3连接，辅助继电器JOQ3在变频及继电器控制IC 收到电机转动的输入信号时，辅助继电器JOQ3吸合，然后根据输入信号的要求，通过控制不同继电器吸合，实现对电机的正反转控制。辅助继电器JDQ3对电机的转动有两个作用：在电机通电转动时，当第一继电器JDQ1(或第二继电器JDQ2)断开，辅助继电器JDQ3的闭合则对电机的转动起刹车的作用；在电机未通电并且第一继电器JDQ1和第二继电器JDQ2常闭的情况下，辅助继电器JDQ3的断开，则可消除电机受外界干预而转动时电磁感应带来的阻力。

控制管K1接在H桥的下端，控制管K1采用大功率MOS管，只有控制管K1导通时，电机M才会转，当I/O4输出的是频率信号时，则电机的转速就会随频率信号占空比的变化而变化。

电流检测单元通过电流采样电阻、放大电路以及AD转换电路连接变频及继电器控制IC，当整个装置的总电流大于设定的电流值时，变频及继电器控制IC就会发出关断信号让整个装置停止工作，达到保护的目的。

二极管D1（或D2）,D3组成电机断电时所产生的感应电动势的释放回路，所有二极管的导通方向均与电机断电时所产生的感应电流方向一致。

本实用新型工作原理为：

当变频及继电器控制IC 收到电机转动的输入信号时，I/O3使辅助继电器JD3吸合，然后根据输入信号的要求，由I/O1（或I/O2）控制第一继电器或第二继电器吸合，此时，电机并未转动。只有当I/O4控制控制管K1导通时，电机M才会转。当I/O4输出的是频率信号时，则电机的转速就会随频率信号占空比的变化而变化。

电机转速信号可以让变频及继电器控制IC实时调整I/O4输出频率的占空比，从而控制电机的转速。

Claims (4)

1.一种有刷直流电机正反转变频的装置，包括H桥控制电路和变频及继电器控制IC，其特征在于：所述H桥控制电路全部使用机械触点开关的继电器，所述继电器的工作由变频及继电器控制IC的控制端口进行控制，变频及继电器控制IC 收到电机转动的输入信号后，根据输入信号的要求，通过控制不同继电器吸合，实现对电机的正反转控制；H桥一端通过控制管与地相连，另一端直接与供电电源连，或者H桥一端通过控制管与供电电源相连，另一端直接与地相连；由变频及继电器控制IC实时调整控制控制管的频率信号，使得电机的转速跟随频率信号占空比的变化而变化。

2.根据权利要求1所述的有刷直流电机正反转变频的装置，其特征在于：辅助继电器与电机串接后接入H桥，H桥上的电机一端与桥的一端连接，另一端与辅助继电器常开触点的一个点连，辅助继电器同一常开触点的另一个点与桥的另一端相连；辅助继电器连接第三开关管，第三开关管与变频及继电器控制IC的I/O3连接。

3.根据权利要求1所述的有刷直流电机正反转变频的装置，其特征在于：设置有电流检测单元，所述电流检测单元通过电流采样电阻、放大电路以及AD转换电路连接变频及继电器控制IC，当整个装置的总电流大于设定的电流值时，变频及继电器控制IC就会发出关断信号让整个装置停止工作，实施保护。

4.根据权利要求1所述的有刷直流电机正反转变频的装置，其特征在于：二极管分别并联于继电器的常开点以及变频控制管非控制端的两端，组成释放回路以保护变频控制管，所有二极管的导通方向均与电机断电时所产生的感应电流方向一致。

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