專利名稱：：一種離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于控制電路
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置。
背景技術(shù)：
：離合式電動(dòng)機(jī)是一種專為啟動(dòng)頻繁、輸出力距可調(diào)的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的專用動(dòng)力裝置。離合式電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出采用離合方式，通過(guò)改變被動(dòng)摩擦片與主動(dòng)飛輪之間的接觸力距來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的變速輸出。經(jīng)過(guò)使用和觀察發(fā)現(xiàn)，使用于縫紉機(jī)上的離合式電動(dòng)機(jī)的有效工作效率在10-30%之間，這說(shuō)明離合式電動(dòng)機(jī)消耗的電能中，至少有70%是被浪費(fèi)了。目前市場(chǎng)上己經(jīng)出現(xiàn)了用伺服電動(dòng)機(jī)替代離合式電動(dòng)機(jī)的縫紉設(shè)備，此舉在一定程度上解決了這一問(wèn)題。但是伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格遠(yuǎn)高于離合式電動(dòng)機(jī)，在使用過(guò)程中故障頻率較高，故大部分使用者難以接受。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種節(jié)電效果顯著的離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述目的的技術(shù)方案為一種離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置，包括有需要控制的離合式電動(dòng)機(jī)，所述的離合式電動(dòng)機(jī)由三相電源經(jīng)過(guò)高壓開(kāi)關(guān)模塊進(jìn)行控制，所述的三相電源向電源電路提供電源，該電源電路向用于控制所述的高壓開(kāi)關(guān)模塊的高壓開(kāi)關(guān)控制電路提供電壓；所述的高壓開(kāi)關(guān)模塊和所述的三相電源之間連結(jié)有電源監(jiān)控電路；所述的離合式電動(dòng)機(jī)與高壓開(kāi)關(guān)控制電路間由電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路連接。上述離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的功能是這樣實(shí)現(xiàn)的由電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路控制高壓開(kāi)關(guān)電路，在電動(dòng)機(jī)處于空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，適時(shí)的斷幵、閉合電源，使電動(dòng)機(jī)保持一定的轉(zhuǎn)速，以此達(dá)到降低電能消耗的目的；同時(shí)，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路能可靠的檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)的加載和卸載動(dòng)作，并使電動(dòng)機(jī)可靠的在節(jié)電和作功狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。因此本實(shí)用新型所提供的離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)其一、節(jié)電效果顯著，經(jīng)試用平均節(jié)電率達(dá)到26%以上；其二、安裝簡(jiǎn)單，只須將其串聯(lián)于電源開(kāi)關(guān)與離合電動(dòng)機(jī)之間即可正常使用；其三、安全可靠，離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置在24小時(shí)連續(xù)工作的時(shí)間內(nèi)與2倍功率的負(fù)載相匹配，其主要功率控制元件的溫升僅為45°C，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的試用證明不會(huì)影響操作人員的正常使用；其四、該離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置與目前市售的電動(dòng)機(jī)節(jié)能裝置相比較，其原理有著本質(zhì)的不同前者是通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)處于無(wú)功運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的有源運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)達(dá)到節(jié)電目的，后者是通過(guò)提高電源的功率因數(shù)，以降低負(fù)載的工作電流來(lái)達(dá)到節(jié)電目的，通過(guò)對(duì)比，在同一電網(wǎng)駁接相同功率負(fù)載的條件下，前者的節(jié)電率是后者的2.5倍以上。比如將離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)電控制裝置與服裝廠平縫機(jī)配套使用做為B組，A組平縫機(jī)未安裝該裝置。兩組的平縫機(jī)型號(hào)一致，對(duì)產(chǎn)品的工藝要求一致，其對(duì)比結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖1為本實(shí)用新型所提供的離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的原理方框圖；圖2為370W離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的電原理圖；圖3為上述離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的安裝示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所提供的離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的最佳實(shí)時(shí)方式和工作原理作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示為本實(shí)用新型所提供的離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的原理方框圖。其結(jié)構(gòu)包括有用于控制離合式三相電動(dòng)機(jī)1和三相電源3并與之連接的高壓開(kāi)關(guān)模塊2，控制該高壓開(kāi)關(guān)模塊2的高壓開(kāi)關(guān)控制電路7，以及分別與離合式三相電動(dòng)機(jī)1輸入端和高壓開(kāi)關(guān)控制電路7連接的離合式三相電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路8，由三相電源3提供的供電路工作的電源電路5和直接控制高壓開(kāi)關(guān)控制電路7的啟動(dòng)電路6，以及位于高壓開(kāi)關(guān)模塊2輸入端和三相電源之間的電源狀態(tài)監(jiān)控電路4。其工作原理為三相電源開(kāi)關(guān)接通后，電源電路為整個(gè)系統(tǒng)電路提供9V工作電壓。啟動(dòng)電路得到工作電壓后，立即送至高壓開(kāi)關(guān)控制電路一個(gè)高電平脈沖做啟動(dòng)信號(hào)，高壓開(kāi)關(guān)控制電路在此信號(hào)的控制下控制高壓開(kāi)關(guān)模塊輸出三相380V交流電壓送至離合式三相電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后啟動(dòng)電路完成任務(wù)。啟動(dòng)電路工作過(guò)程中，由于離合式三相電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流大于空載時(shí)的電流，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路向高壓開(kāi)關(guān)控制電路輸出高電平信號(hào)，以保證電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，電動(dòng)機(jī)監(jiān)控電路關(guān)閉高壓開(kāi)關(guān)電路，開(kāi)始監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)無(wú)源運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到下限值時(shí)，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路控制高壓開(kāi)關(guān)電路閉合。電動(dòng)機(jī)重新進(jìn)有源轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，直至達(dá)額定轉(zhuǎn)速后，再次進(jìn)入無(wú)源運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如此周而復(fù)始構(gòu)成了電動(dòng)機(jī)的節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)后，有兩種工作方式交替存在即有源運(yùn)轉(zhuǎn)和無(wú)源運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路能在上述兩種狀態(tài)中檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的加載和卸載動(dòng)作，并控制高壓開(kāi)關(guān)電路進(jìn)入或退出工作狀態(tài)。電源監(jiān)控系統(tǒng)工作時(shí)，能及時(shí)檢測(cè)出三相電源由各種原因引起的相電流不平衡、缺相等故障，并能及時(shí)關(guān)閉高壓開(kāi)關(guān)電路，以達(dá)到對(duì)自身和電動(dòng)機(jī)保護(hù)的目的。如圖2所示為370W離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置的電原理圖，其電路的工作過(guò)程及原理為-聯(lián)接方式如圖3所示，電動(dòng)機(jī)9(離合式電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)稱，以下同)的電源輸出端分別與離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置10的三個(gè)輸出端子K1、K2、K3連接，三相電源12經(jīng)過(guò)三相開(kāi)關(guān)13分別與離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置10的輸入端子A、B、C連接。三相電源開(kāi)關(guān)閉合后，三個(gè)輸入端子A、B、C間的電壓為380V，送至高壓開(kāi)關(guān)模塊M1的①②③腳；Ml系三路并聯(lián)高壓開(kāi)關(guān)模塊，①②③腳為電源輸入端，④⑤⑥腳為高壓功率輸出端，@腳接地，⑧腳為開(kāi)關(guān)控制輸入端。當(dāng)⑧腳電位為"0"時(shí)④dXD腳無(wú)輸出，電位為6V時(shí)④⑤(D腳輸出380V，最大持續(xù)輸出電流3乂3九開(kāi)關(guān)閉合后，由于⑧腳電位為"0"，④⑤⑥腳無(wú)電壓輸出。電源變壓器T3輸出9V交流電壓，經(jīng)整流管D1、D2、D3、D4整流后，電容Cl、C3進(jìn)行穩(wěn)壓濾波處理后送至穩(wěn)壓電路IC1的輸入端，由IC1穩(wěn)壓輸出9V直流電壓經(jīng)C2再次濾波后送至其它各單元電路。電容C4和電阻R1、D5構(gòu)成啟動(dòng)電路，當(dāng)?shù)玫诫娫此蛠?lái)的9V電壓后，電容C4負(fù)極輸出一寬度約0.8S的高電平脈沖，由二極管D5送至高壓開(kāi)關(guān)控制電路。IC2aBGlMl、D6、D12、R2、R3和R4組成高壓開(kāi)關(guān)控制電路。啟動(dòng)電路D5送來(lái)的高電平脈沖送至IC2a的同相端。此時(shí)，IC2a同相端電位高于反相端1.5V電位故IC2a輸出高電平(7.5V)通過(guò)R4、D12送至BG1的基極，由于R4、C5組成的積分電路效應(yīng)，使BG1基極電位升至(7V)需要0.5S的時(shí)間，在此過(guò)程中，Ml⑧腳電位也隨之變化，繼爾使④⑥⑥腳之間的電壓也隨之升高，在0.3-0.4S之間達(dá)到額定電壓380V,電動(dòng)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。之所以使M1的輸出電壓有一個(gè)漸變過(guò)程，是為了降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流設(shè)計(jì)的。至此啟動(dòng)電路完成啟動(dòng)動(dòng)作。在啟動(dòng)脈沖接近下降沿時(shí)，M1的④⑤⑥腳輸出電壓己經(jīng)達(dá)到380V,而此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，處于加速狀態(tài)，所以電動(dòng)機(jī)的工作電流仍大于空載運(yùn)行時(shí)的電流0.5A，約為1-2A，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路進(jìn)入了工作狀態(tài)。IC2b、T2、D8、R8、R9、C9、D7、R5組成了電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路中的電流監(jiān)測(cè)電路，T2為電流檢測(cè)輸出元件，其輸出端電壓隨流經(jīng)初級(jí)的電流大小而變化，IC2b、R7、R8、R9組成電壓比效器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作電流大于0.6A時(shí)，IC2b輸出高電平，低于0.6A時(shí)輸出低電平。在啟動(dòng)電路工作的過(guò)程中，當(dāng)M1的輸出電壓達(dá)到一定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作電流超過(guò)了0.6，此時(shí)IC2b輸出的高電平信號(hào)(7.5V)通過(guò)D7，R51送至高壓開(kāi)關(guān)控制電路中IC2a的同相端，在此狀態(tài)下，啟動(dòng)電路送來(lái)的啟動(dòng)脈沖消失也不能改變IC2a的輸出狀態(tài)，只有電動(dòng)機(jī)的工作電流降至0.6A以下，IC2b輸出低電平才能改變IC2a的輸出狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，其工作電流降至0.6A以下IC2b輸出低電平，IC2a同相端失去高電平信號(hào)后，輸出低電平，C5正極的電位通過(guò)D6強(qiáng)行下拉至0.5V，BG1基極電位為"0"，Ml關(guān)閉，④⑤⑥腳電壓為降為"0"。Ml的關(guān)閉表示電路進(jìn)入了節(jié)電狀態(tài)。Ml關(guān)閉后，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入無(wú)源運(yùn)行狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速將會(huì)逐漸下降。由M2，IC3a,BG2,R6，RIO，Rll、R12,C6，C7組成的電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路中的無(wú)源運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)單元開(kāi)始工作。M2為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在線檢測(cè)專用模塊，該模塊主要用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)失去驅(qū)動(dòng)電源處于無(wú)源運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)，其中①②腳為檢測(cè)輸入端，③腳為+9V電源輸入端，④腳使能端。當(dāng)④腳為高電平時(shí)，M2不輸出檢測(cè)信號(hào)，輸出端⑤腳為固定高電平(7.5V);當(dāng)④腳為低電平時(shí)，⑤腳輸出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)信號(hào)(3V-0V)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為2800-0轉(zhuǎn)/分。IC3a、Rll、R12構(gòu)成的電壓比效器與M2配合，使電動(dòng)機(jī)在無(wú)源運(yùn)行轉(zhuǎn)速低于2000轉(zhuǎn)/分時(shí)，IC3a輸出高電平信號(hào)。無(wú)源運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)單元電路開(kāi)始工作后，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至2000轉(zhuǎn)/分之后，IC3a輸出高電平送至BG2的發(fā)射極，此時(shí)，由于IC2b輸出低電平，故BG2導(dǎo)通，將高電平信號(hào)送至高壓開(kāi)關(guān)控制電路中的IC2a的同相端，IC2a輸出高電平，該信號(hào)首先送至M2④腳，使M2關(guān)閉檢測(cè)輸出，由于IC3a反相端電位不能突變，所以IC3a的高電平輸出狀態(tài)可以保持0.3-0.5S，在這段時(shí)間里，因電動(dòng)機(jī)加速過(guò)程導(dǎo)致的工作電流過(guò)大(約0.75A)，使lC2b輸出高電平，直至電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。致此，電路完成一個(gè)節(jié)電工作狀態(tài)循環(huán)，整個(gè)節(jié)電狀態(tài)是由若干個(gè)這樣的循環(huán)組成。電動(dòng)機(jī)節(jié)電狀態(tài)與工作狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換是這樣完成的電動(dòng)機(jī)的加載動(dòng)作將導(dǎo)致如下兩種結(jié)果或工作電流上升并穩(wěn)定在0.7-lA之間，或在無(wú)源運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下轉(zhuǎn)速迅速降至2000轉(zhuǎn)/分以下。通過(guò)對(duì)電路動(dòng)態(tài)分析可以看出，上述兩種狀態(tài)均可保證高壓開(kāi)關(guān)控制電路持續(xù)保持額定電壓輸出，直至電動(dòng)機(jī)重新卸去負(fù)載才能返回節(jié)電狀態(tài)。電源監(jiān)控電路的工作過(guò)程IC3b，TI、BG3、R13、R14,R15、R16,R17、R18，DIO，Dll構(gòu)成電源狀態(tài)監(jiān)控電路。Tl是由Tla.Tib.Tic.Tld四個(gè)線圈組成的零序互感器；IC3b、R13、R14組成電壓比效器；BG3、R16、R17組成自鎖電路；R18，Dll為指示電路。在通過(guò)Tla.Tib.Tlc.三個(gè)線圈的電流相同時(shí)，Tld兩端不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，IC3b輸出高電平；當(dāng)通過(guò)Tla.Tib.Tic三個(gè)線圈的電流出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象時(shí)(相間誤差大于25mA時(shí))，Tld兩端產(chǎn)生0.6V的交流信號(hào)，IC3b同相端電位0.2VTld產(chǎn)生的交流信號(hào)經(jīng)D9(2AP9)整流后的信號(hào)幅度高于同相端電位，IC3b輸出低電平，通過(guò)D10將BG1基極的電位拉至0.5V以下，使高壓開(kāi)關(guān)控制電路關(guān)閉；IC3b輸出的低電平通過(guò)R16使BG3處于導(dǎo)通過(guò)狀態(tài)，BG3的集電極輸出高電平信號(hào)送至IC3b的反相端，使其電位進(jìn)一步提升并得到了保持，從而IC3b的輸出相位固定，達(dá)到了自鎖的目的。同時(shí)，故障指示元件D11發(fā)光。電源狀態(tài)監(jiān)控電路自鎖后，高壓開(kāi)關(guān)控制電路中驅(qū)動(dòng)三級(jí)管BGl基極電位受IC3b的鉗制，處于截止?fàn)顟B(tài)，使前級(jí)的控制輸出信號(hào)失效。電源狀態(tài)監(jiān)控電路自鎖狀態(tài)的解除，必須在排除故障的前題下，重新啟動(dòng)即可。在上述的具體實(shí)施例中1、離和式電動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)-離和式電動(dòng)機(jī)接通電源后，動(dòng)力輸出軸處于靜止?fàn)顟B(tài)，此狀態(tài)即為電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行狀態(tài)牽引離合拉桿，動(dòng)力輸出軸根據(jù)不同的牽引力可以輸出額定轉(zhuǎn)速之內(nèi)的的相應(yīng)轉(zhuǎn)速，此狀態(tài)即為電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。2、無(wú)源運(yùn)轉(zhuǎn)指電動(dòng)機(jī)處于無(wú)外界電源驅(qū)動(dòng)的情況下，做慣性旋轉(zhuǎn)的一種狀態(tài)。3、有源運(yùn)轉(zhuǎn)指電動(dòng)機(jī)在額定電壓驅(qū)動(dòng)下的工作狀態(tài)。權(quán)利要求1、一種離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置，包括有需要控制的離合式電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的離合式電動(dòng)機(jī)由三相電源經(jīng)過(guò)高壓開(kāi)關(guān)模塊進(jìn)行控制，所述的三相電源向電源電路提供電源，該電源電路向用于控制所述的高壓開(kāi)關(guān)模塊的高壓開(kāi)關(guān)控制電路提供電壓；所述的高壓開(kāi)關(guān)模塊和所述的三相電源之間連結(jié)有電源監(jiān)控電路；所述的離合式電動(dòng)機(jī)與高壓開(kāi)關(guān)控制電路間由電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路連接。專利摘要本實(shí)用新型屬于控制電路
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體的講涉及一種離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置。構(gòu)成該裝置的技術(shù)方案包括有需要控制的離合式電動(dòng)機(jī)，離合式電動(dòng)機(jī)由三相電源經(jīng)過(guò)高壓開(kāi)關(guān)模塊進(jìn)行控制，三相電源向電源電路提供電源，該電源電路向用于控制高壓開(kāi)關(guān)模塊的高壓開(kāi)關(guān)控制電路提供電壓；高壓開(kāi)關(guān)模塊和所述的三相電源之間連結(jié)有電源監(jiān)控電路；離合式電動(dòng)機(jī)與高壓開(kāi)關(guān)控制電路間由電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控電路連接。該離合式電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置具有安全可靠、安裝簡(jiǎn)單和顯著的節(jié)電效果，經(jīng)試用平均節(jié)電率達(dá)到26％以上。文檔編號(hào)H02P23/00GK201039074SQ20072010114公開(kāi)日2008年3月19日申請(qǐng)日期2007年5月3日優(yōu)先權(quán)日2007年5月3日發(fā)明者張宗報(bào)申請(qǐng)人:張宗報(bào)