CN214678790U - 一种电机保护电路以及吸尘器地刷和吸尘器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机保护电路以及吸尘器地刷和吸尘器，保护电路包括：电机；电源，用于向所述电机供电；继电器，所述继电器的触点连接在所述电源和所述电机之间，以导通或者关闭所述电源向所述电机供电的回路；保护开关，所述保护开关包括控制端，当所述控制端的控制电压达到预设值时，导通所述保护开关，所述继电器的线圈一端连接所述电源的正极，另一端通过所述保护开关接地；传感电路，用于根据所述电机的温度或者电流输出控制电压给所述保护开关的控制端。本实用新型能够同时进行电机温升和堵转保护，并且使用的元器件更少。

Description

一种电机保护电路以及吸尘器地刷和吸尘器

技术领域

本实用新型属于电路领域，特别涉及用于保护电机防止过热或堵转的电路的改进。

背景技术

吸尘器在工作的过程中，由于地刷毛发缠绕等原因使得进风口受堵，造成电机温度升高，电机长时间高温可能被烧坏，因此需要对电机进行保护。

此外毛发、纤维缠绕还会导致电机堵转使得电机电流快速升高也存在烧毁电机的风险。

毛发缠绕还会增大电机转动阻力，使得电机在低转速大电流工况运转，产生大量的热量使得电机产生烧毁的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机保护电路以及吸尘器地刷和吸尘器，其一方面能够在电机堵转时保护电机防止其烧毁，另一方面能够在低转速大电流工况下防止电机的温度过高。

为达到上述目的之一，本实用新型提供一种电机保护电路，包括：

电机；

电源，用于向所述电机供电；

继电器，所述继电器的触点连接在所述电源和所述电机之间，以导通或者关闭所述电源向所述电机供电的回路；

保护开关，所述保护开关包括控制端，当所述控制端的控制电压达到预设值时，导通所述保护开关，所述继电器的线圈一端连接所述电源的正极，

另一端通过所述保护开关接地；

传感电路，用于根据所述电机的温度或者电流输出控制电压给所述保护开关的控制端。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述传感电路包括温控器，所述温控器为温控开关或者热敏电阻。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述热敏电阻用于根据电机的温度变化而提供不同的阻值，所述控制电压的大小与所述热敏电阻的阻值相关；所述温控开关用于根据电机的温度变化切换开关状态，所述控制电压的大小与所述温控开关的开关状态相关。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述传感电路还包括采样电阻，用于采样所述电机的电流，所述控制电压的大小与所述采样电阻采集的电流信号相关。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述采样电阻串接于所述电机的供电回路，所述温控器的第一端通过一分压电阻与采样电阻连接，所述温控器的第二端通过一对地电阻与地连接，所述温控器的第一端还与所述保护开关的控制端连接。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述电源的正极连接第一二极管，第一二极管串联第一电阻，第一电阻串联第二电阻，第二电阻并联于所述继电器的线圈的两端。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述电机正极通过第二二极管与所述继电器的触点引出端连接。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述电源为直流电源。

为达到上述目的之一，本实用新型提供一种吸尘器地刷，包括如上所述的电机保护电路。

为达到上述目的之一，本实用新型提供一种吸尘器，包括如上所述的吸尘器地刷或电机保护电路。

相较于现有技术，本实用新型一实施方式的有益效果在于：不仅可以对低转速大电流、进风口堵塞工况下造成的电机高温进行保护，还可在堵转造成的高电流下保护电机，而且使用的元器件少，不需要使用芯片控制，可降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例一电路图示意图。

图2是本实用新型实施例二电路图示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详尽说明，按照使用的电源不同本实用新型分为直流电源电机保护电路、交流电机保护电路。具体实施例一和具体实施例二所使用的部分标号相同，但其分别对应图1和图2中的元器件。

具体实施例一

图1所示电机保护电路包括电源S、继电器K1、保护开关SW、电机M以及由温控器Rt和其他元件构成的传感电路P。

继电器K1的触点连接在电源和电机之间，以导通或者关闭所述电源向所述电机供电的回路。继电器K1包括触点引脚1、触点引脚3、触点引脚4以及第一线圈引脚2、第二线圈引脚5。所述触点引脚1与电源连接，触点引脚通4与电机M的正极M+连接，所述继电器K1正常工作时触点引脚1和触点引脚4处于直连状态此时电机供电的回路导通，所述触点引脚3处于悬空状态。继电器K1作为所述电机M的控制开关，在电机M处于堵转或温度过高时触点引脚1和触点引脚4断开关闭电机供电的回路保护电机M。

继电器K1线圈引脚分别连接电源S和保护开关SW以在电机M高温或堵转时断开触点引脚1和触点引脚4的电连接。电源连接第一分压电阻R1，第一分压电阻R1串联第二分压电阻R2，第二分压电阻R2与保护开关SW连接，保护开关SW与地GND连接。所述第一线圈引出端2和第二线圈引出端5并联在所述第二分压电阻R2两端。第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的目的在于降压，为继电器K1线圈供电。

显然本领域技术人员知道如果电源S电压恰好在继电器K1线圈的工作电压可接受范围内那么可直接通过导线L1连接电源S与线圈引出端2，即可省略所述分压电阻R1和R2、R1或R2。

所述保护开关SW包括控制端Ctrl，当所述控制端Ctrl的控制电压达到预设值时，导通所述保护开关。所述保护开关SW导通时所述触点引出端1与触点引出端4断开，保护开关的控制端Ctrl的控制信号为传感电路P的输出信号。所述传感电路P包括与电机M负极M-串联的采样电阻R6，该采样电阻R6选用阻值极小的器件以免增加系统的功耗。采样电阻R6通过分压电阻R10与温控器Rt第一端连接，温控器第二端通过对地电阻R5与地连接。温控器Rt第二端与分压电阻R10连接节点作为保护电路的输出端与保护开关的控制端Ctrl连接，其根据温度和电流变化输出电压信号，该电压信号用于控制保护开关的工作状态。图中所示的保护开关SW为功能示意性元件，实际上所述保护开关SW为具有开关功能的场效应管、三极管、运放元件、可控硅器件等。上述不同类型的开关的导通电压不同，通过对电阻R6、R10的阻值选择以及温控器选型，可预设高温或堵转状态下传感电路的输出电压值，该预设的电压值能够达到保护开关的导通电压。

传感电路P在电机M堵转或温升异常时控制所述保护开SW关闭合。所述温控器RT为温控开关，所述温控开关用于根据电机的温度变化切换开关状态，所述控制电压的大小与所述温控开关的开关状态相关。具体而言，当电机正常工作时温控开关Rt处于导通状态，温控开关RT输出电压达不到保护开关SW的导通电压。当电机M长时间持续处于低速大电流工况时，例如此时电流可能为1A-3A之间，此时电机M温度可能高于保护临界值例如70度。当大于临界值时会导致温控器Rt进入断开状态，Rt、R5分压回路消失，从而会使得温控开关RT输出电压接近采样电阻R6的电压，即RT与R10的连接节点电压升高。该电压达到预设值时，保护开关SW的导通电压时触发保护开关SW导通，保护开关SW导通后，继电器K1线圈通电使得触点1和触点4之间的电连接断开从而保护电机M不工作。

所述温控开关Rt可以是金属膨胀式、蒸气压力式等可响应温度变化切换导通状态的开关器件。

所述温控器RT还可以是热敏电阻。热敏电阻阻值随电机温度上升而升高，电机M温度高于保护临界值时，热敏电阻的阻值使得的热敏电阻Rt分压达到预设值，即RT与R10的连接节点电压达到预设值，从而触发保护开关SW导通继而继电器断开保护电极。

优选地，为了提高温控开关Rt灵敏度，所述温控开关Rt应当贴敷在电机壳体上，或电机M散热风路的下游，以能够快速地感知电机M温升。

电机M堵转时所述保护开关SW同样会导通中止电机M工作。堵转时由于电机M负载很大使得电机M电流高于某个值，比如大于3A(具体值根据具体情况而定)，此时的电机M温度并不是很高，温控器Rt并没有断开，但由于电流很高会使得采样电阻R6电压升高，也就会使得温控开关RT输出电压升高，同样可以触发保护开关导通，从而保护电机M不工作。当然如果发生堵转后电流高于某个值后，同时温度也高于某个值后导致温控器断开，也会触发TR1导通。

继电器K1的第一线圈引脚2和第二线圈引脚5得电，继电器K1工作，触点引脚1与触点引脚3连接导通，断开电机M正极M+(触点引脚4)，电机M不工作此时电机M处于保护状态。

具体实施例二

图2所示电机M保护电路电源为交流整流桥。

整流桥B的输入端连接220V/110V交流电。所述整流桥B的输入端并联压敏电阻，整流桥B的输入端串联保险丝F1。所述压敏电阻用于抑制电网中输入的浪涌，防止其对整流桥B及其后端的电路造成冲击，烧毁、击穿器件。保险丝用于防止系统过载影响电网。

整流桥B的输出端连接继电器K1。整流桥B的正输出端连接继电器K1的触点引出端1，继电器K1触点引出端4通过第二二极管D2与电机M的正极M+连接，电机M负极M-串联对地采样电阻R6。整流桥B的正输出端连接第一二极管D1，第一二极管D1串联第一分压电阻R1、第一分压电阻R1串联第二分压电阻R2、第二分压电阻R2与保护开关TR1连接，保护开关TR1与地连接；所述第一线圈引出端2和第二线圈5引出端并联在所述第二分压电阻R2两端。

所述第二二极管D2用于防止电机M产生的反向电压冲击整流桥B和其他电路，二极管D1用于防止继电器K1线圈产生的反向电动式冲击整流桥B和其他电路。所述整流桥B的输出为半波信号，所述电机M正极M+和负极M-并联滤波电容C5，该滤波电容C5可同时起到使得所述半波更平缓对直流电机M更友好，并且吸收所述电机M产生的尖峰信号。应当指出的是吸尘器地刷电机M功对波形要求不高，并且其功率小产生的尖波对电路冲击不大，因此所述电容可以省略。

保护开关TR为晶闸管器件(可控硅)，其控制端与传感电路P的输出端连接。该保护电路的结构与图1所示的结构相同，其工作原理也相同。当电机M升温时所述温控器Rt的电压上升，当电机M堵转电流升高时所述温控器Rt的电压升高，所述晶闸管TR由于控制端Ctrl电压升高导通使得继电器K1断电保护。

具体实施例一或具体实施例二对现有技术的进步在于：不仅可以对低转速大电流、进风口堵塞工况下造成电机M高温进行保护，还可在堵转时造成的高电流下也可以保护电机M，而且使用元器件少不需要使用芯片控制，降低成本。

具体实施例一或二的方案可应用于吸尘器地刷电机或吸尘器真空泵电机。本实用新型引述公告号为CN209269557U、CN111839346A、CN207734104U、CN106175590A、CN201572043U的中国专利的全部内容作为对吸尘器地刷结构以及地刷电机与地刷驱动关系等非电学部分具体实施方式的记载，并在此引述基础之上应用本实用新型具体实施例1或具体实施例2所述的电机保护电路，形成具有电机保护功能的地刷具体实施方式。显然本领域技术人员可将所述具有电机保护功能的地刷应用于吸尘器整机。

本实用新型引述公告号为CN107863834B、CN107863836B、CN103169426B、CN103654613B、CN212015449U、CN209789736U、CN209789736U的中国专利的全部内容作为对真空风道结构以及真空电机等非电学部分具体实施方式的记载，并在此引述基础之上应用本实用新型具体实施例1或具体实施例2所述的电机保护电路，形成具有真空电机保护功能的吸尘器。显然本领域技术人员可同时应用所述真空电机保护电路以及地刷电机保护电路于同一吸尘器。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电机保护电路，其特征在于，包括：

电机；

电源，用于向所述电机供电；

继电器，所述继电器的触点连接在所述电源和所述电机之间，以导通或者关闭所述电源向所述电机供电的回路；

保护开关，所述保护开关包括控制端，当所述控制端的控制电压达到预设值时，导通所述保护开关，所述继电器的线圈一端连接所述电源的正极，另一端通过所述保护开关接地；

传感电路，用于根据所述电机的温度或者电流输出控制电压给所述保护开关的控制端。

2.根据权利要求1所述的电机保护电路，其特征在于，所述传感电路包括温控器，所述温控器为温控开关或者热敏电阻。

3.根据权利要求2所述的电机保护电路，其特征在于，所述热敏电阻用于根据电机的温度变化而提供不同的阻值，所述控制电压的大小与所述热敏电阻的阻值相关；所述温控开关用于根据电机的温度变化切换开关状态，所述控制电压的大小与所述温控开关的开关状态相关。

4.根据权利要求3所述的电机保护电路，其特征在于，所述传感电路还包括采样电阻，用于采样所述电机的电流，所述控制电压的大小与所述采样电阻采集的电流信号相关。

5.根据权利要求4所述的电机保护电路，其特征在于，所述采样电阻串接于所述电机的供电回路，所述温控器的第一端通过一分压电阻与采样电阻连接，所述温控器的第二端通过一对地电阻与地连接，所述温控器的第一端还与所述保护开关的控制端连接。

6.根据权利要求5所述的电机保护电路，其特征在于，所述电源的正极连接第一二极管，第一二极管串联第一电阻，第一电阻串联第二电阻，第二电阻并联于所述继电器的线圈的两端。

7.根据权利要求6所述的电机保护电路，其特征在于，所述电机正极通过第二二极管与所述继电器的触点引出端连接。

8.根据权利要求1所述的电机保护电路，其特征在于，所述电源为直流电源。

9.一种吸尘器地刷，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电机保护电路。

10.一种吸尘器，其特征在于，包括如权利要求9所述的吸尘器地刷或如权利要求1-8任一项所述的电机保护电路。

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