專利名稱：一種電磁制動(dòng)器的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于開(kāi)關(guān)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于對(duì)例如翻車機(jī)的制動(dòng)器裝置等電磁制動(dòng)器裝置的電磁線圈的勵(lì)磁狀態(tài)進(jìn)行控制的電磁制動(dòng)器的控制裝置。
背景技術(shù)：
制動(dòng)器在エ業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械，礦山機(jī)械、港口設(shè)備、建筑機(jī)械及各種自動(dòng)化設(shè)備中，是大型可移動(dòng)設(shè)備不可缺少的組成部分。目前，國(guó)內(nèi)外制動(dòng)器處于新老交替的時(shí)代，老式制動(dòng)電磁鐵存在起動(dòng)及維持電流較大、功率因數(shù)低、體積大、故障率高、高能耗、高噪聲等缺點(diǎn)；而液壓制動(dòng)器存在漏油的風(fēng)險(xiǎn)，輕則污染環(huán)境，造成潤(rùn)滑油的浪費(fèi)，重則引起液壓設(shè)備缺油拉缸，造成設(shè)備損壞。隨著電子器件的飛速發(fā)展和成熟應(yīng)用，電磁式制動(dòng)器日益取代了液壓式制動(dòng)器，并應(yīng)用于各種設(shè)備中。 電磁制動(dòng)器具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，響應(yīng)靈敏，壽命長(zhǎng)久，使用可靠，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制等優(yōu)點(diǎn)。其作為電磁機(jī)構(gòu)的ー種，是根據(jù)電磁鐵原理，利用電磁吸力將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而達(dá)到制動(dòng)效果的一種制動(dòng)設(shè)備，在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中王要起傳遞動(dòng)力和控制運(yùn)動(dòng)等作用。電磁制動(dòng)器能夠適應(yīng)現(xiàn)代エ業(yè)的高速發(fā)展對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程的平穩(wěn)性、安全可靠性等方面提出的要求，廣泛應(yīng)用與定位及要求急停的場(chǎng)合。電磁制動(dòng)器主要通過(guò)控制器發(fā)出的制動(dòng)信號(hào)以電流的形式通過(guò)電磁體，利用改變通入電磁體的電流來(lái)改變制動(dòng)器的制動(dòng)力。控制系統(tǒng)是電磁制動(dòng)器的核心，它的性能直接決定了電磁制動(dòng)器的性能。其主要作用是產(chǎn)生控制信號(hào)，并以電流或者電壓的形式作用在電磁線圈上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁制動(dòng)器的控制。制動(dòng)器控制器的工作過(guò)程分為兩個(gè)階段吸合階段和吸持階段。為了確保電磁制動(dòng)器迅速打開(kāi)，吸合階段的大電流持續(xù)的時(shí)間一定要足夠長(zhǎng)；但時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)大電流的時(shí)候電磁線圈的溫度會(huì)很快的升高，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電磁線圈很容易燒毀，所以這個(gè)時(shí)間要精確控制；在吸持階段，電磁線圈只需要一個(gè)比較小的電流就可以維持吸合的狀態(tài)，如果維持電流過(guò)大，不僅浪費(fèi)電能，而且電磁鐵的溫度會(huì)一直比較高，影響設(shè)備的使用壽命。但是如果電流過(guò)小的話就有可能造成電磁吸力過(guò)小，吸合失敗，造成電磁制動(dòng)器的誤動(dòng)。因此，在吸持階段也需要對(duì)電流的大小進(jìn)行精確的控制。另外，制動(dòng)器工作現(xiàn)場(chǎng)エ況條件很差，其供電電源可能會(huì)有較大的電壓波動(dòng)、電流諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題。因而控制器的好壞直接關(guān)系到電磁制動(dòng)器能否正常工作。目前，常見(jiàn)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是采用數(shù)字電路控制晶閘管的移相觸發(fā)，通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通時(shí)刻的相位來(lái)達(dá)到控制輸出的目的?？蓴?shù)字電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命短、抗擾性能力差、移相觸發(fā)角較大時(shí)控制精度會(huì)降低，在惡劣的エ況條件下，制動(dòng)器可能發(fā)生誤動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電磁制動(dòng)器的控制裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗干擾性能力差、制動(dòng)器可能發(fā)生誤動(dòng)的缺陷。(ニ)技術(shù)方案
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電磁制動(dòng)器的控制裝置，所述裝置包括主電路和控制電路；
所述主電路包括主電源電路和開(kāi)關(guān)電路；所述主電源電路用于將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源；所述開(kāi)關(guān)電路分別與所述控制電路、主電源電路和電磁制動(dòng)器連接，用于在所述控制電路的控制下，通過(guò)開(kāi)關(guān)周期性的導(dǎo)通與關(guān)斷將所述主電源電路的輸出電壓進(jìn)行改變后為電磁線圈供電；
所述控制電路包括輔助電源電路、過(guò)零觸發(fā)電路、第一 555定時(shí)電路、第二 555定時(shí)電路、選擇電路和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；所述輔助電源電路用于將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源，為所述保護(hù)電路和控制電路中的其它電路供電；所述過(guò)零觸發(fā)電路分別與所述輔助電源電路、第一 555定時(shí)電路和第二 555定時(shí)電路連接，用于從所述輔助電源電路中采集電平信號(hào)，并根據(jù)所述電平信號(hào)生成用于控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)；所述第 一 555定時(shí)電路由第一 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,用于根據(jù)所述時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，生成第 一占空比信號(hào)；所述第二 555定時(shí)電路由第二 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,用于根據(jù)所述時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，生成第二占空比信號(hào)，所述第一占空比信號(hào)和第二占空比信號(hào)的占空比不同；所述選擇電路分別與所述第一 555定時(shí)電路、第二 555定時(shí)電路和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路連接，用于對(duì)所述第一占空比信號(hào)和第二占空比信號(hào)進(jìn)行選擇，并將選擇的占空比信號(hào)發(fā)送到所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路用于根據(jù)接收到的占空比信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷。其中，所述主電源電路包括濾波電路和整流電路，所述濾波電路由兩個(gè)濾高頻波的小容值的電容串聯(lián)后再與一個(gè)濾低頻波的大容值的電容并聯(lián)而成，所述整流電路為由四個(gè)ニ極管組成的單相橋式不可控整流電路。其中，所述開(kāi)關(guān)電路包括開(kāi)關(guān)、開(kāi)通緩沖電路和零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路；
所述開(kāi)關(guān)為全控型開(kāi)關(guān)管IGBT，其控制端接收所述控制電路的控制信號(hào)，所述IGBT根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷，其集電極接收所述主電源電路的輸出電壓，其發(fā)射極在所述IGBT導(dǎo)通時(shí)將所述主電源電路的輸出電壓輸出到所述電磁線圈；
所述開(kāi)通緩沖電路用于抑制所述IGBT開(kāi)通時(shí)的電流過(guò)沖和減小IGBT開(kāi)通損耗，包括第一電阻、第二電阻、第一ニ極管、第二ニ極管和第一電感，所述第一電阻與所述第一ニ極管串聯(lián)后與所述第一電感并聯(lián)，所述第二電阻與所述第二ニ極管串聯(lián)后與所述第一電感并聯(lián)，其中所述第一電阻與所述第一ニ極管的負(fù)極連接，所述第二電阻與所述第二ニ極管的負(fù)極連接；所述第一電感與所述第一電阻連接的一端，連接到所述主電源電路的輸出端；所述第一電感與所述第一ニ極管的正極連接的一端，連接到所述IGBT的集電極
所述零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路用于吸收所述開(kāi)關(guān)的關(guān)斷過(guò)電壓、減小關(guān)斷損耗，包括第三ニ極管、第一壓敏電阻和第一電容；所述第三ニ極管的正極與所述IGBT的發(fā)射極連接，負(fù)極與所述IGBT的集電極連接；所述第一壓敏電阻的兩端分別與所述IGBT的集電極和發(fā)射極連接；所述第一電容的一端與所述IGBT的發(fā)射極連接，另一端與所述第一ニ極管的負(fù)極連接。其中，所述裝置還包括放電回路，所述放電回路包括并聯(lián)在所述電磁制動(dòng)器的電磁線圈兩端的第四ニ極管，所述第四ニ極管的正極與所述主電源電路的地連接，負(fù)極與所述IGBT的發(fā)射極連接。其中，所述過(guò)零觸發(fā)電路從所述輔助電源電路中采集到第一電平信號(hào)和第二電平信號(hào)，所述過(guò)零觸發(fā)電路包括前饋電路和比較電路；所述前饋電路根據(jù)所述第二電平信號(hào)生成前饋信號(hào)，所述比較電路對(duì)所述第一電平信號(hào)和前饋信號(hào)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送到第一 555定時(shí)電路和第二 555定時(shí)電路；所述比較結(jié)果包括兩種情況當(dāng)所述第一電平信號(hào)大于前饋信號(hào)時(shí)為高電平，當(dāng)所述第一電平信號(hào)小于前饋信號(hào)時(shí)為低電平。其中，所述前饋電路包括第一基準(zhǔn)電壓電路、第二基準(zhǔn)電壓電路、第一減法電路和第二減法電路；所述第二減法電路的正輸入端接收所述第二電平信號(hào)，負(fù)輸入端與所述第ニ基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，輸出端與所述第一減法電路的負(fù) 輸入端連接；所述第一減法電路的正輸入端與所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，對(duì)所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出信號(hào)和所述第二減法電路的輸出信號(hào)進(jìn)行比較后生成前饋信號(hào)，并將所述前饋信號(hào)從輸出端輸出到所述比較電路。其中，所述選擇電路包括時(shí)間繼電器、兩個(gè)與門、一個(gè)非門和一個(gè)或門；所述第一555定時(shí)電路的輸出信號(hào)與所述時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)通過(guò)ー個(gè)與門進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，所述時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)經(jīng)非門后和所述第二 555定時(shí)電路的輸出信號(hào)通過(guò)另ー個(gè)與門進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，兩個(gè)與門的輸出通過(guò)或門進(jìn)行邏輯或運(yùn)算。其中，所述裝置還包括欠壓保護(hù)電路、短路保護(hù)電路和開(kāi)路保護(hù)電路，三種保護(hù)電路用于從所述主電路上采集電流或電壓信號(hào)，井根據(jù)所述信號(hào)判斷所述裝置是否發(fā)生故障，如果發(fā)生故障則關(guān)斷所述開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)。其中，所述三種保護(hù)電路由所述輔助電源電路供電。其中，所述裝置還包括故障指示燈，用于當(dāng)所述裝置是否發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行故障指
/Jn ο(三)有益效果
本發(fā)明的電磁制動(dòng)器的控制裝置采用模擬電路，設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)単，抗干擾能力強(qiáng)，達(dá)到了エ業(yè)中電磁制動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)需要高電壓或大電流(強(qiáng)勵(lì)起動(dòng))啟動(dòng)后只需要低電壓或小電流來(lái)維持(弱勵(lì)保持)的要求；本發(fā)明能適應(yīng)不同型號(hào)電磁制動(dòng)器的控制要求，保證電磁制動(dòng)器安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行，井能降低耗能。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的一種電磁制動(dòng)器的控制裝置的結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的主電路的電路原通 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的輔助電源電路的電路原理 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)零觸發(fā)電路的電路原理 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的第一 555定時(shí)電路、第二 555定時(shí)電路和選擇電路的電路原理
圖6是本發(fā)明實(shí)施例的選擇電路的邏輯關(guān)系時(shí)序 圖7是本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的電路原通 圖8是本發(fā)明實(shí)施例的欠壓保護(hù)電路的電路原理圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例的短路保護(hù)電路的電路原理 圖10是本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)路保護(hù)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明采用兩個(gè)555定時(shí)器構(gòu)成的兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器經(jīng)過(guò)邏輯門電路的邏輯關(guān)系變換，控制IGBT導(dǎo)通角的大小，進(jìn)而控制電磁制動(dòng)器線圈兩端的電壓。在該控制裝置中，含有帶前饋?zhàn)饔玫倪^(guò)零觸發(fā)電路，當(dāng)控制裝置輸入電壓變化時(shí)，過(guò)零觸發(fā)電路能通過(guò)其前、饋環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)穩(wěn)定電磁線圈兩端的電壓；還含有高效快速的放電回路，能快速釋放斷電后電磁鐵線圈中的能量，同時(shí)還含有欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、開(kāi)路保護(hù)等保護(hù)措施，使得電磁制動(dòng)器運(yùn)行更加安全穩(wěn)定可靠。具體為，本發(fā)明采用模擬電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，輸入工作電壓一路通過(guò)兩個(gè)小電容串聯(lián)后再與一個(gè)大電容并聯(lián)而構(gòu)成的濾波電路進(jìn)行濾波得到穩(wěn)定的正弦波信號(hào)，之后再將得到的正弦波通過(guò)由四個(gè)ニ極管組成的單相橋式不可控整流電路進(jìn)行不可控整流得到脈動(dòng)直流，同時(shí)輸入的工作電壓另一路經(jīng)過(guò)輔助電源電路降壓和穩(wěn)壓后給控制電路和保護(hù)電路中的芯片提供工作電壓，同時(shí)為過(guò)零觸發(fā)電路提供信號(hào)采集端ロ，過(guò)零觸發(fā)電路從輔助電源電路中采集電網(wǎng)電壓同步信號(hào)同過(guò)零觸發(fā)電路中前饋環(huán)節(jié)提供的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，比較后的結(jié)果送給555定時(shí)器構(gòu)成的兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的信號(hào)再經(jīng)過(guò)選擇電路的邏輯運(yùn)算，之后將運(yùn)算后的信號(hào)送給開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路，利用這兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器之間的協(xié)調(diào)來(lái)控制全控型開(kāi)關(guān)管IGBT的大導(dǎo)通和小導(dǎo)通，進(jìn)而控制電磁線圈兩端的電壓。即在電磁制動(dòng)器吸合過(guò)程采用一片555定時(shí)器產(chǎn)生較大大的占空比信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的大導(dǎo)通，電磁線圈兩端電壓達(dá)到吸合時(shí)所需的高電壓，啟動(dòng)后電磁制動(dòng)器進(jìn)入維持階段，此時(shí)利用另一片555定時(shí)器產(chǎn)生的較小的占空比信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的小導(dǎo)通，電磁線圈兩端電壓即降到維持階段所需的低電壓。為了適應(yīng)不同型號(hào)電磁制動(dòng)器的控制要求，本設(shè)計(jì)采用了時(shí)間繼電器來(lái)控制電磁制動(dòng)器吸合階段沖擊電壓持續(xù)的時(shí)間，在兩個(gè)555定時(shí)器上各加了 ー個(gè)可調(diào)電阻來(lái)調(diào)節(jié)沖擊電壓和維持電壓的大小。本發(fā)明設(shè)置有欠壓保護(hù)電路、短路保護(hù)電路、開(kāi)路保護(hù)電路這三個(gè)保護(hù)電路，如果電磁制動(dòng)器發(fā)生欠壓、短路、開(kāi)路情況，保護(hù)電路能立即發(fā)出置位信號(hào)給555定時(shí)器，關(guān)閉開(kāi)關(guān)管，使電磁制動(dòng)器停止工作，同時(shí)相應(yīng)的LED燈亮，使工作人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。過(guò)零觸發(fā)電路帶有前饋環(huán)節(jié)，能感應(yīng)輸入的工作電壓變化，當(dāng)電壓發(fā)生擾動(dòng)時(shí)能自動(dòng)的調(diào)節(jié)過(guò)零觸發(fā)電路中的基準(zhǔn)電壓，改變開(kāi)關(guān)元件IGBT導(dǎo)通時(shí)間點(diǎn)，使電磁線圈兩端電壓維持在正常范圍。本發(fā)明實(shí)施例的一種電磁制動(dòng)器的控制裝置如圖I所示，包括主電路、控制電路、保護(hù)電路和放電回路11。下面對(duì)各電路進(jìn)行具體說(shuō)明
(一)所述主電路包括主電源電路和開(kāi)關(guān)電路10 ;所述主電源電路用于將輸入的交流電源I轉(zhuǎn)換為直流電源；所述開(kāi)關(guān)電路10分別與所述控制電路、主電源電路和電磁制動(dòng)器連接，用于在所述控制電路的控制下，通過(guò)開(kāi)關(guān)周期性的導(dǎo)通與關(guān)斷將所述主電源電路的輸出電壓進(jìn)行改變后為電磁線圈供電。
(I)所述主電源電路包括濾波電路3和整流電路5，所述濾波電路3由兩個(gè)濾高頻波的小容值的電容串聯(lián)后再與一個(gè)濾低頻波的大容值的電容并聯(lián)而成，所述整流電路5為由四個(gè)ニ極管組成的單相橋式不可控整流電路。(2)所述開(kāi)關(guān)電路10包括開(kāi)關(guān)、開(kāi)通緩沖電路和零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路；所述開(kāi)關(guān)為全控型開(kāi)關(guān)管IGBT，其控制端接收所述控制電路的控制信號(hào)，所述IGBT根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷，其集電極接收所述主電源電路的輸出電壓，其發(fā)射極在所述IGBT導(dǎo)通時(shí)將所述主電源電路的輸出電壓輸出到電磁線圈；所述開(kāi)通緩沖電路用于抑制所述IGBT開(kāi)通時(shí)的電流過(guò)沖和減小IGBT開(kāi)通損耗，包括第一電阻、第二電阻、第一ニ極管、第 ニニ極管和第一電感，所述第一電阻與所述第一ニ極管串聯(lián)后與所述第一電感并聯(lián)，所述第二電阻與所述第二ニ極管串聯(lián)后與所述第一電感并聯(lián)，其中所述第一電阻與所述第一ニ極管的負(fù)極連接，所述第二電阻與所述第二ニ極管的負(fù)極連接；所述第一電感與所述第一電阻連接的一端，連接到所述主電源電路的輸出端；所述第一電感與所述第一ニ極管的正極連接的一端，連接到所述IGBT的集電極；所述零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路用于吸收所述開(kāi)關(guān)的關(guān)斷過(guò)電壓、減小關(guān)斷損耗，包括第三ニ極管、第一壓敏電阻和第一電容；所述第三ニ極管的正極與所述IGBT的發(fā)射極連接，負(fù)極與所述IGBT的集電極連接；所述第一壓敏電阻的兩端分別與所述IGBT的集電極和發(fā)射極連接；所述第一電容的一端與所述IGBT的發(fā)射極連接，另一端與所述第一ニ極管的負(fù)極連接。本發(fā)明實(shí)施例的主電路的電路原理圖如圖2所示，所述主電路包括工作電源AC，電容 C1、C2、C3、C4、C5，電阻 Rl、R2、R3、R4、R5，ニ極管 Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9，開(kāi)關(guān)元件Ql，電感L，壓敏電阻GE1、GE2，熔斷器FUl，指示燈LEDl、LED2。C2、C3串聯(lián)再與Cl并聯(lián)組成濾波電路，減小諧波干擾，穩(wěn)定輸入電壓，4個(gè)ニ極管Dl、D2、D3、D4組成單相橋式不可控整流電路，將交流電整流成脈動(dòng)直流，壓敏電阻GEl用于保護(hù)其后面的電路，壓敏電阻GE2用于保護(hù)開(kāi)關(guān)元件Q1，電阻R2、R3、ニ極管D5、D6和電感L組成開(kāi)通緩沖電路，用于抑制開(kāi)關(guān)元件開(kāi)通時(shí)的電流過(guò)沖和減小器件的開(kāi)通損耗。Ql為開(kāi)關(guān)管IGBT，IGBT用于開(kāi)關(guān)電路它兼有MOSFET的快速響應(yīng)、高輸入阻抗和GTR的低通態(tài)壓降、高電流密度等多種優(yōu)良特性。ニ極管D7、壓敏電阻GE2和電容C4組成零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路(ZVSQRC)，用于吸收器件的關(guān)斷過(guò)電壓，抑制、減小關(guān)斷損耗，由于工作過(guò)程是按開(kāi)關(guān)周期重復(fù)的，這種零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路，可以使電路的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲都大大下降。熔斷器FUl是當(dāng)主電路中出現(xiàn)過(guò)流情況能及時(shí)熔斷，保護(hù)主電路上的器件不被燒壞。signal5和signal6是開(kāi)關(guān)元件控制信號(hào)輸入端ロ，signal7是欠壓保護(hù)電路信號(hào)采集端ロ，signal9是短路保護(hù)電路信號(hào)采集端ロ，Signalll和signal 12是開(kāi)路保護(hù)電路信號(hào)采集端ロ。(ニ)所述控制電路包括輔助電源電路2、過(guò)零觸發(fā)電路4、第一 555定時(shí)電路6、第ニ 555定時(shí)電路7、選擇電路8和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路9。(I)所述輔助電源電路2用于將輸入的所述輔助電源電路用于將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源，為所述保護(hù)電路和控制電路中的其它電路供電。本發(fā)明實(shí)施例的輔助電源電路的電路原理圖如圖3所示，輔助電源電路2是采用單路輸入雙路輸出的模式，將交流電壓轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的直流電壓，既為不同芯片提供了可靠的工作電壓，同時(shí)避免了單路輸出造成的噪聲干擾及電壓擾動(dòng)，同時(shí)為后面的過(guò)零觸發(fā)電路4提供了信號(hào)輸出端ロ。它包括變壓器Tl，整流橋芯片DlO和D11，電阻R6、R7、R8、R9，電容C6、C7、C8、C9、C10和C11，ニ極管D12和D13，穩(wěn)壓管D14和D15,復(fù)合晶體管Q2和Q3,電源芯片Ul和U2。其中，變壓器Tl實(shí)現(xiàn)電壓變換作用；整流橋芯片DIO、Dll將交流電變?yōu)橹绷麟?；R6、R7用于保護(hù)其后面的電路；C6、C7用于濾除諧波且平滑波形；D12、D13起到隔離作用，避免前后信號(hào)相互干擾；R8、D14、Q2和R9、D15、Q3分別組成功率放大電路，用于提高電源的輸出功率；U1、C8、ClO和U2、C9、Cll分別為電源模塊，用于輸出穩(wěn)定的直流電源 powerI 和 power2。(2)所述過(guò)零觸發(fā)電路4分別與所述輔助電源電路2、第一 555定時(shí)電路6和第二555定時(shí)電路7連接，用于從所述輔助電源電路2中采集電平信號(hào)，并根據(jù)所述電平信號(hào)生成用于控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)；其中，所述過(guò)零觸發(fā)電路4從所述輔助電源電路2中采集到第一電平信號(hào)和第二電平信號(hào)，所述過(guò)零觸發(fā)電路4包括前饋電路和比較電路；所述前饋電路根據(jù)所述第二電平信號(hào)生成前饋信號(hào)，所述比較電路對(duì)所述第一電平信號(hào)和前饋信號(hào)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送到第一 555定時(shí)電路和第二 555定時(shí)電路；所述比較結(jié)果包括兩種情況當(dāng)?shù)谝浑娖叫盘?hào)大于前饋信號(hào)時(shí)為高電平，當(dāng)?shù)谝浑娖叫盘?hào) 小于前饋信號(hào)時(shí)為低電平。所述前饋電路包括第一基準(zhǔn)電壓電路、第二基準(zhǔn)電壓電路、第一減法電路和第二減法電路；所述第二減法電路的正輸入端接收所述第二電平信號(hào)，負(fù)輸入端與所述第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，輸出端與所述第一減法電路的負(fù)輸入端連接；所述第一減法電路的正輸入端與所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，對(duì)所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出信號(hào)和所述第二減法電路的輸出信號(hào)進(jìn)行比較后生成前饋信號(hào)，并將所述前饋信號(hào)從輸出端輸出到所述比較電路。 當(dāng)電磁制動(dòng)器輸入的工作電壓發(fā)生變化時(shí)，過(guò)零觸發(fā)電路中的前饋環(huán)節(jié)能感應(yīng)電壓變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓，改變開(kāi)關(guān)元件IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間點(diǎn)，使電磁線圈兩端電壓維持在正常范圍，即當(dāng)輸入的工作電壓降低時(shí)，降低過(guò)零觸發(fā)電路4中的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，開(kāi)關(guān)元件IGBT導(dǎo)通時(shí)間點(diǎn)后移，當(dāng)輸入的工作電壓升高時(shí)，升高過(guò)零觸發(fā)電路4中的基準(zhǔn)電壓信號(hào)，開(kāi)關(guān)元件IGBT導(dǎo)通時(shí)間點(diǎn)前移。本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)零觸發(fā)電路的電路原理圖如圖4所示，其主要由運(yùn)算放大器U3、U4、U5、U6,電壓芯片 U23、U24,電阻 RIO、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36,電容 C12、Cl 3，ニ極管D16，穩(wěn)壓管D17，三極管Q5、Q6組成。其中，運(yùn)算放大器U3和U4與外圍電路組成兩個(gè)比較器，其基本原理是將兩個(gè)輸入電壓中的一個(gè)作為基準(zhǔn)電壓，另外ー個(gè)輸入電壓和基準(zhǔn)電壓作比較，當(dāng)其高于基準(zhǔn)電壓吋，比較器輸出高電平，當(dāng)?shù)陀诨鶞?zhǔn)電壓吋，比較器輸出低電平。Q5、U23、R32、R33、R34、R35、R36 和 Q6、U24、R27、R28、R29、R30、R31 分別構(gòu)成兩個(gè)基準(zhǔn)電壓電路，U5、R19、R20、R21、R22和U6、R23、R24、R25、R26分別構(gòu)成兩個(gè)減法電路，兩個(gè)基準(zhǔn)電壓電路和兩個(gè)減法電路構(gòu)成過(guò)零觸發(fā)電路4的前饋環(huán)節(jié)，signal I、signal 2分別是從輔助電源電路2中采集的電壓信號(hào)，signal3是過(guò)零觸發(fā)電路4的輸出信號(hào)。(3)所述第一 555定時(shí)電路6由第一 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,用于根據(jù)所述時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，生成第一占空比信號(hào)；所述第二 555定時(shí)電路7由第二 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于根據(jù)所述時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，生成第二占空比信號(hào)，所述第一占空比信號(hào)和第二占空比信號(hào)的占空比不同。所述選擇電路8分別與所述第一 555定時(shí)電路6、第二 555定時(shí)電路7和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路9連接，用于對(duì)所述第一占空比信號(hào)和第二占空比信號(hào)進(jìn)行選擇，并將選擇的占空比信號(hào)發(fā)送到所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路9。所述選擇電路包括時(shí)間繼電器、兩個(gè)與門、一個(gè)非門和一個(gè)或門；所述第一 555定時(shí)電路6的輸出信號(hào)與所述時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)通過(guò)ー個(gè)與門進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，所述時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)經(jīng)非門后和所述第二 555定時(shí)電路7的輸出信號(hào)通過(guò)另ー個(gè)與門進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，兩個(gè)與門的輸出通過(guò)或門進(jìn)行邏輯或運(yùn)算。本發(fā)明利用兩個(gè)555定時(shí)器產(chǎn)生大小不同的占空比信號(hào)分別控制IGBT的通斷時(shí)間，通過(guò)時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)和制定的邏輯關(guān)系，使電磁鐵在吸合過(guò)程中采用一片555定時(shí)器產(chǎn)生的較大的占空比信號(hào)，在維持階段采用另一片555定時(shí)器產(chǎn)生的較小的占空比信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的第一 555定時(shí)電路、第二 555定時(shí)電路和選擇電路的電路原理圖如圖5所示，該電路是由定時(shí)芯片U7、定時(shí)芯片U8，與門芯片U9、U11，非門芯片U10，或門芯片 U12，可變電阻 R37、R38,電容 C14、C15、C16、C17 構(gòu)成。U7、R37、C14、C15 和 U8、R38、C16、C17分別構(gòu)成兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，這兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸入信號(hào)為過(guò)零觸發(fā)電路4的輸出信號(hào)signal3，U7的輸出信號(hào)與時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算， 時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)經(jīng)非門后和U8的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，最后兩個(gè)與門芯片的輸出再進(jìn)行邏輯或運(yùn)算，從而得到開(kāi)關(guān)管IGBT所要求的大導(dǎo)通和小導(dǎo)通控制信號(hào)?？勺冸娮鑂37和R38用來(lái)調(diào)節(jié)電磁制動(dòng)器啟動(dòng)和維持狀態(tài)電磁線圈兩端的電壓。signal8、signal 10、signal 13為保護(hù)電路輸出的置位信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的選擇電路的邏輯關(guān)系時(shí)序圖如圖6所示，其中U9、Ull是與門芯片，U12是或門芯片，其原理是將兩個(gè)555定時(shí)電路輸出的大觸發(fā)信號(hào)和小觸發(fā)信號(hào)分別與時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算，所得到的兩路信號(hào)再進(jìn)行或運(yùn)算即可得到所需要的IGBT控制信號(hào)signal4，圖中signal3為過(guò)零觸發(fā)電路的輸出信號(hào)。(4)所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路9由能減小擾動(dòng)的光耦隔離芯片和能變換電壓的電壓轉(zhuǎn)換芯片及相應(yīng)的電阻電容構(gòu)成，其接收來(lái)自邏輯門輸出的信號(hào)，用于根據(jù)接收到的占空比信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)電路10中的開(kāi)關(guān)可靠開(kāi)通和迅速關(guān)斷。本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖如圖7所示，其由光耦隔離芯片U13，電壓轉(zhuǎn)換芯片 U14,穩(wěn)壓管 D18、D19,電阻 R39、R40,電容 C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24構(gòu)成。555定時(shí)電路經(jīng)邏輯運(yùn)算后的輸出信號(hào)signal4送給光耦隔離芯片U3的輸入端2號(hào)管腳，U13的6、7管腳相連接后經(jīng)ー個(gè)減小寄生振蕩的電阻R40后連接到壓控元件IGBT的柵極上，U13的8號(hào)、5號(hào)管腳分別與U14的6號(hào)、7號(hào)管腳相連，U14的5號(hào)、6號(hào)管腳間并聯(lián)容值不同的極性電容C20、C22, U14的5號(hào)、7號(hào)管腳同時(shí)也并聯(lián)上容值不同的極性電容C21、C23，且U14的5號(hào)管腳與壓控元件IGBT的射極相連，電容C18、C19串聯(lián)后的一端與U13的8號(hào)管腳相連，另一端與U13的5號(hào)管腳相連，C18、C19的公共端與U13的5管腳相連，穩(wěn)壓管D18、D19反相串聯(lián)后并聯(lián)在驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)輸出端上，signal5和signal6分別為開(kāi)關(guān)元件IGBT的柵極和射極輸入信號(hào)。(三)所述保護(hù)電路包括欠壓保護(hù)電路12、短路保護(hù)電路13和開(kāi)路保護(hù)電路14，三種保護(hù)電路用于從所述主電路上采集電流或電壓信號(hào)，井根據(jù)所述信號(hào)判斷所述裝置是否發(fā)生故障，如果發(fā)生故障則關(guān)斷所述開(kāi)關(guān)電路10中的開(kāi)關(guān)，使電磁線圈斷電停止工作。所述裝置還包括故障指示燈，用于當(dāng)所述裝置是否發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行故障指示。具體為三種保護(hù)電路從主電路上采集電流或電壓信號(hào)后再與設(shè)定的基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較判斷，如果不滿足設(shè)計(jì)中所設(shè)定值，即產(chǎn)生555定時(shí)器置位信號(hào)，關(guān)斷開(kāi)關(guān)元件TGBT，電磁鐵斷電松開(kāi)。該保護(hù)電路能使電磁制動(dòng)器工作更加安全可靠。本發(fā)明實(shí)施例的欠壓保護(hù)電路的電路原理圖如圖8所示，其包含有運(yùn)算放大器U15，電阻 R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48、R49,電容 C25、C26、C27，穩(wěn)壓管 D23、D24,ニ極管D20、D21、D22。U15的負(fù)極輸入信號(hào)為比較基準(zhǔn)電壓，U15的正極輸入信號(hào)是采集的主電路電壓信號(hào)，當(dāng)主電路電壓小于所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓時(shí)，運(yùn)算放大器U15構(gòu)成的比較器給555定時(shí)器發(fā)送低電平的置位信號(hào)，關(guān)閉IGBT，使電磁制動(dòng)器停止工作，當(dāng)主電路電壓在正常范圍時(shí)U13輸出的是高電平信號(hào)，電磁制動(dòng)器正常工作。signal7是欠壓保護(hù)電路12從主電路上采集的信號(hào)，signals是欠壓保護(hù)電路12的輸出信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的短路保護(hù)電路的電路原理圖如圖9所示，短路保護(hù)電路13是由三個(gè)運(yùn)算放大器 U16、U17、U18，電阻 R50、R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、R59,電容C29、C30、C31、C32構(gòu)成，U16和U17及其外圍電路組成兩級(jí)運(yùn)算放大電路，將輸入信號(hào)進(jìn)行放大，Ul，8及其外圍電路組成比較器，將從主電路上采集的信號(hào)signal9跟基準(zhǔn)信號(hào)作比較，進(jìn)而輸出高低電平信號(hào)signalO。本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)路保護(hù)電路的電路原理圖如圖10所示，開(kāi)路保護(hù)14是由運(yùn)算放大器 U19、U20、U21 和 U22,電阻 R60、R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68、R69、R70、R71、R72、R73，電容C33、C34、C35、C36構(gòu)成。其中U21及其外圍電路組成典型的運(yùn)算放大器，用于將輸入的信號(hào)進(jìn)行縮放，U22及其外圍電路組成RC —階有源低通濾波器，可以有效濾除輸入信號(hào)中的諧波分量，提供高質(zhì)量的輸入信號(hào)，U19及其外圍電路組成運(yùn)算放大器和濾波器，用于為U20提供精確的基準(zhǔn)電壓，U20及其外圍電路構(gòu)成比較器，將輸入電壓與基準(zhǔn)電壓作比較，進(jìn)而輸出高低電平。signalll、signall2分別為開(kāi)路保護(hù)電路從主電路上采集的電壓信號(hào)，signal 13為開(kāi)路保護(hù)電路的輸出信號(hào)。(四)所述放電回路包括并聯(lián)在所述電磁制動(dòng)器的電磁線圈兩端的第四ニ極管，所述第四ニ極管的正極與所述主電源電路的地連接，負(fù)極與所述IGBT的輸出端連接。參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中所述放電回路采用并聯(lián)在所述電磁制動(dòng)器的電磁線圈兩端的續(xù)流ニ極管D8，該ニ極管能夠快速釋放電磁線圈中的能量，防止線圈中積累過(guò)多的能量燒毀線圈，同時(shí)能加快電磁鐵斷電時(shí)的釋放速度。參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中，輸入的交流電源I 一路經(jīng)主電路中的濾波電路3進(jìn)行濾波，濾除諧波和平滑波形，經(jīng)濾波電路3濾波后的波形再經(jīng)整流電路5進(jìn)行整流，將交流電整成脈動(dòng)直流，整流后的電壓波形經(jīng)IGBT周期截?cái)嗟玫较胍碾妷汗┙o電磁線圈15。輸入的交流電源I另一路經(jīng)控制電路中的輔助電源電路2降壓和穩(wěn)壓后給過(guò)零觸發(fā)電路4、555定時(shí)電路6和7、邏輯門電路8、驅(qū)動(dòng)電路9、欠壓保護(hù)電路12、短路保護(hù)電路13、開(kāi)路保護(hù)電路14等電路提供工作電源，同時(shí)給過(guò)零觸發(fā)電路4提供信號(hào)采集端ロ，過(guò)零觸發(fā)電路4從輔助電源電路2中采集電壓信號(hào)和前饋環(huán)節(jié)提供的基準(zhǔn)信號(hào)作比較，之后將輸出的信號(hào)分別送給第一 555定時(shí)電路6和第二 555定時(shí)電路7，兩個(gè)定時(shí)電路的輸出再經(jīng)過(guò)選擇電路8的變換后送給開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路9，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路9在電磁制動(dòng)器啟動(dòng)和維持階段受不同的555定時(shí)電路控制，通過(guò)555定時(shí)電路輸出信號(hào)占空比不同使得驅(qū)動(dòng)電路9輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)不同。利用兩個(gè)555定時(shí)電路來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件IGBT導(dǎo)通角的大小，這就能得到、在電磁制動(dòng)器吸合和維持階段電磁線圈所需電壓。欠壓保護(hù)電路12是從主電路中提取整流電路后的電壓信號(hào)，當(dāng)電源電壓低于臨界電壓時(shí)，保護(hù)電路動(dòng)作，給555定時(shí)電路發(fā)送置位信號(hào)，關(guān)斷開(kāi)關(guān)管IGBT，電磁鐵斷電松開(kāi)；短路保護(hù)電路13也是通過(guò)提取主電路的電流值，和設(shè)定的電流值作比較，當(dāng)短路故障發(fā)生瞬間，提取的電流值大于設(shè)定值，保護(hù)動(dòng)作；開(kāi)路保護(hù)電路14是在電磁制動(dòng)控制器沒(méi)有接負(fù)載的情況下，向兩個(gè)555定時(shí)器發(fā)送置位信號(hào)使IGBT關(guān)斷，電磁制動(dòng)器斷電停止工作。由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的電磁制動(dòng)器的控制裝置采用模擬電路，設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，達(dá)到了エ業(yè)中電磁制動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)需要高電壓或大電流(強(qiáng)勵(lì)起動(dòng))啟動(dòng)后只需要低電壓或小電流來(lái)維持(弱勵(lì)保持)的要求；本發(fā)明能適應(yīng)不同型號(hào)電磁制 動(dòng)器的控制要求，保證電磁制動(dòng)器安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行，井能降低耗能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述裝置包括主電路和控制電路； 所述主電路包括主電源電路和開(kāi)關(guān)電路；所述主電源電路用于將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源；所述開(kāi)關(guān)電路分別與所述控制電路、主電源電路和電磁制動(dòng)器連接，用于在所述控制電路的控制下，通過(guò)開(kāi)關(guān)周期性的導(dǎo)通與關(guān)斷將所述主電源電路的輸出電壓進(jìn)行改變后為電磁線圈供電； 所述控制電路包括輔助電源電路、過(guò)零觸發(fā)電路、第一 555定時(shí)電路、第二 555定時(shí)電路、選擇電路和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；所述輔助電源電路用于將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源，為所述保護(hù)電路和控制電路中的其它電路供電；所述過(guò)零觸發(fā)電路分別與所述輔助電源電路、第一 555定時(shí)電路和第二 555定時(shí)電路連接，用于從所述輔助電源電路中采集電平信號(hào)，并根據(jù)所述電平信號(hào)生成用于控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)；所述第一 555定時(shí)電路由第一 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,用于根據(jù)所述時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，生成第一占空比信號(hào)；所述第二 555定時(shí)電路由第二 555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,用于根據(jù)所述時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，生成第二占空比信號(hào)，所述第一占空比信號(hào)和第二占空比信號(hào)的占空比不同；所述選擇電路分別與所述第一 555定時(shí)電路、第二 555定時(shí)電路和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路連接，用于對(duì)所述第一占空比信號(hào)和第二占空比信號(hào)進(jìn)行選擇，并將選擇的占空比信號(hào)發(fā)送到所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路用于根據(jù)接收到的占空比信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述主電源電路包括濾波電路和整流電路，所述濾波電路由兩個(gè)濾高頻波的小容值的電容串聯(lián)后再與一個(gè)濾低頻波的大容值的電容并聯(lián)而成，所述整流電路為由四個(gè)二極管組成的單相橋式不可控整流電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電路包括開(kāi)關(guān)、開(kāi)通緩沖電路和零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路； 所述開(kāi)關(guān)為全控型開(kāi)關(guān)管IGBT，其控制端接收所述控制電路的控制信號(hào)，所述IGBT根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷，其集電極接收所述主電源電路的輸出電壓，其發(fā)射極在所述IGBT導(dǎo)通時(shí)將所述主電源電路的輸出電壓輸出到所述電磁線圈； 所述開(kāi)通緩沖電路用于抑制所述IGBT開(kāi)通時(shí)的電流過(guò)沖和減小IGBT開(kāi)通損耗，包括第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管和第一電感，所述第一電阻與所述第一二極管串聯(lián)后與所述第一電感并聯(lián)，所述第二電阻與所述第二二極管串聯(lián)后與所述第一電感并聯(lián)，其中所述第一電阻與所述第一二極管的負(fù)極連接，所述第二電阻與所述第二二極管的負(fù)極連接；所述第一電感與所述第一電阻連接的一端，連接到所述主電源電路的輸出端；所述第一電感與所述第一二極管的正極連接的一端，連接到所述IGBT的集電極； 所述零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路用于吸收所述開(kāi)關(guān)的關(guān)斷過(guò)電壓、減小關(guān)斷損耗，包括第三二極管、第一壓敏電阻和第一電容；所述第三二極管的正極與所述IGBT的發(fā)射極連接，負(fù)極與所述IGBT的集電極連接；所述第一壓敏電阻的兩端分別與所述IGBT的集電極和發(fā)射極連接；所述第一電容的一端與所述IGBT的發(fā)射極連接，另一端與所述第一二極管的負(fù)極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括放電回路，所述放電回路包括并聯(lián)在所述電磁制動(dòng)器的電磁線圈兩端的第四二極管，所述第四二極管的正極與所述主電源電路的地連接，負(fù)極與所述IGBT的發(fā)射極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述過(guò)零觸發(fā)電路從所述輔助電源電路中采集到第一電平信號(hào)和第二電平信號(hào)，所述過(guò)零觸發(fā)電路包括前饋電路和比較電路；所述前饋電路根據(jù)所述第二電平信號(hào)生成前饋信號(hào)，所述比較電路對(duì)所述第一電平信號(hào)和前饋信號(hào)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送到第一 555定時(shí)電路和第二 555定時(shí)電路；所述比較結(jié)果包括兩種情況當(dāng)所述第一電平信號(hào)大于前饋信號(hào)時(shí)為高電平，當(dāng)所述第一電平信號(hào)小于前饋信號(hào)時(shí)為低電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述前饋電路包括第一基準(zhǔn)電壓電路、第二基準(zhǔn)電壓電路、第一減法電路和第二減法電路；所述第二減法電路的正輸入端接收所述第二電平信號(hào)，負(fù)輸入端與所述第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，輸出端與所述第一減法電路的負(fù)輸入端連接；所述第一減法電路的正輸入端與所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接，對(duì)所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出信號(hào)和所述第二減法電路的輸出信號(hào)進(jìn)行比較后生成前饋信號(hào)，并將所述前饋信號(hào)從輸出端輸出到所述比較電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述選擇電路包括時(shí)間繼電器、兩個(gè)與門、一個(gè)非門和一個(gè)或門；所述第一 555定時(shí)電路的輸出信號(hào)與所述時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)通過(guò)一個(gè)與門進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，所述時(shí)間繼電器輸出的跳變信號(hào)經(jīng)非門后和所述第二 555定時(shí)電路的輸出信號(hào)通過(guò)另一個(gè)與門進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，兩個(gè)與門的輸出通過(guò)或門進(jìn)行邏輯或運(yùn)算。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7任一項(xiàng)所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括欠壓保護(hù)電路、短路保護(hù)電路和開(kāi)路保護(hù)電路，三種保護(hù)電路用于從所述主電路上采集電流或電壓信號(hào)，并根據(jù)所述信號(hào)判斷所述裝置是否發(fā)生故障，如果發(fā)生故障則關(guān)斷所述開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述三種保護(hù)電路由所述輔助電源電路供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁制動(dòng)器的控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括故障指示燈，用于當(dāng)所述裝置是否發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行故障指示。
全文摘要
本發(fā)明屬于開(kāi)關(guān)控制技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種電磁制動(dòng)器的控制裝置，包括主電路、控制電路和保護(hù)電路。本發(fā)明采用兩個(gè)555定時(shí)器構(gòu)成的兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器經(jīng)過(guò)邏輯門電路的邏輯關(guān)系變換，控制IGBT導(dǎo)通角的大小，進(jìn)而控制電磁制動(dòng)器線圈兩端的電壓。在該控制裝置中，含有帶前饋?zhàn)饔玫倪^(guò)零觸發(fā)電路，當(dāng)控制裝置輸入電壓變化時(shí)，過(guò)零觸發(fā)電路能通過(guò)其前饋環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)穩(wěn)定電磁線圈兩端的電壓；還含有高效快速的放電回路，能快速釋放斷電后電磁鐵線圈中的能量，同時(shí)還含有欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、開(kāi)路保護(hù)等保護(hù)措施，使得電磁制動(dòng)器運(yùn)行更加安全穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)H02P15/00GK102664579SQ20121011224
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者盧志剛, 孟大偉, 羅雄, 郝懿樂(lè), 陳少功 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)