CN220401626U - 直线电机制动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种直线电机制动电路，包括与直线电机电连接的驱动电路，还包括与所述直线电机电连接的制动电路，所述制动电路与所述驱动电路并联，所述制动电路中每一相末端两两短路，所述制动电路包括：在制动电路的每一相中均接入的耗能元件，制动开关，所述制动开关接入制动电路的每一相中，同时控制制动电路的每一相导通。该直线电机制动电路通过与驱动直线电机的驱动电路并联的制动电路实现直线电机的电磁制动，其相较于传统的机械制动，停止作用快，零件无磨损，可以避免平台因掉电后不受控而撞击损坏的问题。

Description

直线电机制动电路

技术领域

本实用新型涉及电机制动技术领域，具体涉及一种直线电机制动电路。

背景技术

PCB制程中，生产效率取决于曝光系统、移动系统等的工作速度。早期的PCB制程中，移动系统主要使用电机传动，需要通过复杂的传动机构将原动机的旋转运动转换为平台等的直线移动。结构复杂，占用空间大，维护不便。随着直线电机生产的成熟，可以使用直线同步电机实现平台直驱，克服传统传动方式的不足，同时也实现了平台移动速度的较大提升，提升生产效率。

使用直线电机驱动后，结构变化导致传统的机械制动无法直接使用，而如果设计新的机械制动方案又会加大电机动子的质量，较大的动子质量造成的惯性与转动惯量会导致电机速度无法提升，响应灵活性降低。而且机械式制动装置还不可避免地会出现摩擦副磨损的问题，需要频繁维护更换。摩擦副磨损同时还会影响制动一致性，导致不能实现对平台制动距离的精细控制。

实用新型内容

针对现有的直线电机机械制动系统复杂笨重，影响系统产能与灵活性，且制动所需的摩擦副需要频繁维护更换的问题，本实用新型提供一种直线电机制动电路。

本实用新型的技术方案提供一种直线电机制动电路，包括与直线电机电连接的驱动电路，还包括与所述直线电机电连接的制动电路，所述制动电路与所述驱动电路并联，所述制动电路中每一相末端两两短路，所述制动电路包括：

在制动电路的每一相中均接入的耗能元件，

制动开关，所述制动开关接入制动电路的每一相中，同时控制制动电路的每一相导通。

优选地，所述驱动电路输出相数为三相。

优选地，所述耗能元件为可调阻值电阻。

优选地，所述制动开关为继电器，所述制动开关一端接地，另一端接驱动器的BRK引脚，驱动器的BRK引脚输出制动信号控制制动开关的开闭。

优选地，还包括安全电路，安全电路分别接入驱动电路与制动电路中，保证驱动电路与制动电路工作在相应的状态。

优选地，所述安全电路包括安全继电器一，所述安全继电器一包括在所述驱动器的BRK引脚与接地端之间接入的开关触点以及设置在驱动电路各相的旁侧的线圈。

优选地，所述安全电路包括接入驱动电路的各相输出中的制动开关的常闭触点，接入制动电路中的开关触点为常开触点。

优选地，所述安全电路包括安全继电器二，所述安全继电器二包括连接在BRK引脚与接地端之间的控制线圈以及与连接在驱动电路各相中的开关触点。

本实用新型的直线电机制动电路通过与驱动直线电机W的驱动电路1并联的制动电路2实现直线电机W的电磁制动，其相较于传统的机械制动，停止作用快，零件无磨损，可以避免平台因掉电后不受控而撞击损坏的问题。进一步而言，由于可以便捷地调整制动电路2中的耗能元件R1，这意味着可以方便的调整刹车强度适应不同的工作模式，而且可以基于软件对制动过程进行动态调整。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型的直线电机制动电路的第二实施例的示意图；

图3为本实用新型的直线电机制动电路的第二实施例的另一示意图。

图中，

1:驱动电路2:制动电路3:安全电路11:驱动器R1:耗能元件K1:制动开关K2:安全继电器一K3:安全继电器二L:感应线圈W:直线电机

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

本实用新型的直线电机制动电路提供电磁制动功能。首先为了驱动直线电机运转，直线电机制动电路包括与电机各相电连接的驱动电路1、制动电路2。驱动电路1包括驱动器11，驱动器11各相输出与直线电机W各相电连接，驱动器11产生的驱动电流依相输出至直线电机W实现电机驱动。制动电路2各相与直线电机W各相电连接，制动电路2中每一相均接入耗能元件R1。制动电路2还包括制动开关K1，制动开关K1接入制动电路2的每一相中，用于同时控制制动电路2的每一相导通。制动电路2中每一相末端两两短路。当因为驱动电路1异常，导致直线电机W意外掉电时，为了避免所驱动的平台失去控制发生失速撞击导致设备损坏的问题，需要保证平台在掉电后快速制动停止。此时，上述制动电路2可以发挥制动功能。首先是在直线电机W掉电后，即使制动开关K1闭合使得制动电路2的各相支路两两短路，由于驱动电路1中不存在驱动电流，也不存在驱动电路1被制动电路2短路的问题，因此此时的电路工作是安全的。然后，在直线电机W意外掉电后，直线电机W仍维持一定的速度运行，各相中产生感应电动势，由于制动电路2将直线电机W各相短路，电路中产生感应电流，耗能元件R1消耗电能。此过程中，直线电机W的剩余动能转化为电能后由耗能元件R1耗散，实现掉电后的快速刹车制动。通常情况下，直线电机W为三相同步直线电机。该电路应用于本厂生产的PCB制程设备上，在提高了设备效率的同时，还在设备高速作业异常掉电情况下能够快速制动，避免平台因不受控而产生较大的撞击导致损坏。

耗能元件R1可以是电阻或者特定型号的功率耗散器等，优选的耗能元件R1是可调阻值电阻，通过调整耗能元件R1的阻值大小，可以调整能量耗散的强度，即实现对制动强度的控制。当阻值增大时，耗能元件R1耗能功率提高，制动强度大，制动时间与制动距离均缩短直线电机制动电路结构简单，安全可靠，并且通过接入电阻的调整可实现在满足需求情况下将刹车电流调至电器原件安全范围，增加电器元件使用寿命，同时采用非接触方式，避免接触式刹车磨损，反应灵敏。

一般地，当驱动器11的BRK引脚输出24V电压时，电机使能，正常工作，当驱动器11的BRK引脚无信号输出时，电机不工作，刹车需要启动。这样一方面可以通过信号控制实现电机刹车，另一方面可以保证在异常发生，BRK引脚意外无信号时，电机也能及时刹车，因而具有更好的安全性。制动开关K1可以是继电器，为了达到以上目的，制动开关K1的常闭触点连接在制动电路2中的各相间，而以制动开关K1的常开触点接入驱动电路1的各相中。制动开关K1的常开与常闭触点实现了驱动电路1与制动电路2之间状态互锁，保证了电路的安全，避免短路。

理想情况下，不论是电机意外掉电要求快速制动，还是其他情况触发制动电路2工作，驱动器11都应当断开各相输出，保证直线电机W掉电，进而保证制动电路2闭合后驱动电路1不会短路引发事故。然而，事实证明，由于程序逻辑不完善等问题，驱动器11可能存在误动的情况，因此有必要在制动电路2中完善安全措施。则可选的，可以在驱动器11的BRK引脚与制动开关K1之间连接有安全电路3，安全电路3能够保证驱动电路1与制动电路2工作在相应的状态，即驱动电路1断开时，制动电路2接通；驱动电路1接通时，制动电路2断开。如图1所示，安全电路3可以是安全继电器一K2，安全继电器一K2的触点连接在驱动器11的BRK引脚与接地端之间，安全继电器一K2的线圈设置在驱动电路1各相的旁侧，以在各相中电流通过时，在线圈上感生电流。

在上述优化的方案中，当驱动器11输出仍然没有切断时，感应线圈L中的感应电流仍然存在，此时，安全继电器一K2处于常开状态，断开驱动器11的BRK引脚与制动开关K1，仅当驱动器11的输出掉电后，感应线圈L才会闭合使得驱动器11的BRK引脚与制动电路2之间导通，此时，如果BRK引脚跳转为0V，制动电路2刹车转动，从而避免制动电路2在驱动器11输出未掉电的情况下触发。图2给出了实现相同功能的第二实施例，在第二实施例中，安全电路3也可以是借用已有的制动开关K1实现，将制动开关K1的开关触点接入在驱动电路1的各相输出中，在制动开关K1中的开关触电与制动电路2中的制动开关两者的状态是相反的。在BRK引脚置高电平输出时，，在制动电路2中的触点状态为断开状态；在驱动电路1中的触点均为接通状态，即实现驱动电路1与制动电路2之间不同时接通，避免短路的发生。当然如图3所示，安全电路3也可以是设置在驱动器11的BRK引脚与接端端之间的独立设置的安全继电器二K3，安全继电器二K3的线圈设置在BRK引脚与接地端之间，安全继电器二K3的开关触点设置在驱动电路1的各相输出中。当BRK引脚低电平刹车时，正常运转时，安全继电器二K3的线圈通电，安全继电器二K3的触电是常开的，因此闭合，各相导通，正常工作；低电平刹车时，安全继电器二K3掉电，安全继电器二K3的开关断开，各相断开，因此保证驱动电路1与制动电路2不会同时连通。为了防止制动开关K1与安全继电器二K3之间的动作不同步，优选使用制动开关K1同时控制驱动电路1与制动电路2的技术方案。

上述内容仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种直线电机制动电路，包括与直线电机(W)电连接的驱动电路(1)，其特征在于，还包括与所述直线电机(W)电连接的制动电路(2)，所述制动电路(2)与所述驱动电路(1)并联，所述制动电路(2)中每一相末端两两短路，所述制动电路(2)包括：

在制动电路(2)的每一相中均接入的耗能元件(R1)，

制动开关(K1)，所述制动开关(K1)接入制动电路(2)的每一相中，同时控制制动电路(2)的每一相导通。

2.如权利要求1所述的直线电机制动电路，其特征在于，所述驱动电路(1)输出相数为三相。

3.如权利要求1所述的直线电机制动电路，其特征在于，所述耗能元件(R1)为可调阻值电阻。

4.如权利要求1所述的直线电机制动电路，其特征在于，所述制动开关(K1)为继电器，所述制动开关(K1)一端接地，另一端接驱动器(11)的BRK引脚，驱动器(11)的BRK引脚输出制动信号控制制动开关(K1)的开闭。

5.如权利要求4所述的直线电机制动电路，其特征在于，还包括安全电路(3)，安全电路(3)分别接入驱动电路(1)与制动电路(2)中，保证驱动电路(1)与制动电路(2)工作在相应的状态。

6.如权利要求5所述的直线电机制动电路，其特征在于，所述安全电路(3)包括安全继电器一(K2)，所述安全继电器一(K2)包括在所述驱动器(11)的BRK引脚与接地端之间接入的开关触点以及设置在驱动电路(1)各相的旁侧的线圈。

7.如权利要求5所述的直线电机制动电路，其特征在于，所述安全电路(3)包括接入驱动电路(1)的各相输出中的制动开关(K1)的常闭触点，接入制动电路(2)中的制动开关(K1)的触点为常开触点。

8.如权利要求5所述的直线电机制动电路，其特征在于，所述安全电路(3)包括安全继电器二(K3)，所述安全继电器二(K3)包括连接在BRK引脚与接地端之间的控制线圈以及与连接在驱动电路(1)各相中的开关触点。