基于編碼技術的電機無級調速電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于編碼技術的電機無級調速電路，它包括防雷抗浪涌模塊、電源轉換模塊、編碼器模塊、控制模塊、液晶顯示模塊、繼電器及可控硅驅動模塊、開關及防傾斜保護檢測模塊、橋式整流模塊。本發(fā)明的有益效果是：具備常規(guī)電器的安全（防雷）及滿足電磁兼容的特點，此外獨立采用計算機控制，利用編碼技術對不同電機轉速進行控制，實現(xiàn)電機的軟啟動和無級調速，并且直觀顯示電機的運行狀態(tài)，保障了用戶安全，結構簡單，延長了電機的壽命，安全可靠。
【專利說明】基于編碼技術的電機無級調速電路

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于編碼技術的電機無級調速電路，屬于電機無級調速【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前類似的電機調速都是機械式的，主要應用模擬電子線路來實現(xiàn)控制的目的，電路結構復雜，電機抖動大，不安全，并且無電機工作狀態(tài)及轉速顯示，操作難度大。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供基于編碼技術的電機無級調速電路，能克服現(xiàn)有技術的不足，能使用編碼器進行無級調速，延長電機的壽命長。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:基于編碼技術的電機無級調速電路，它包括:
[0005]防雷抗浪涌模塊，其輸入端與電源輸入端相連，用于電源轉換模塊防雷抗浪涌；
[0006]電源轉換模塊，其輸入端與防雷抗浪涌模塊的輸出端相連，電源轉換模塊的輸出端分別與編碼器模塊的電源輸入端、控制模塊的電源輸入端、液晶顯示模塊的電源輸入端以及繼電器及可控硅驅動模塊的電源輸入端相連，用于轉換電源，得到-5V的控制電源并提供給整個系統(tǒng)；
[0007]編碼器模塊，其編碼信號輸出端與控制模塊的編碼信號輸入端相連，用于產生控制模塊所需的控制編碼；
[0008]控制模塊，設置有顯示信號輸出端、繼電器及可控硅驅動信號輸出端、開關及防傾斜保護檢測信號輸入端以及過載保護信號輸入端，用于整個系統(tǒng)的管理和控制；
[0009]液晶顯示模塊，其信號輸入端與控制模塊的顯示信號輸出端相連，用于系統(tǒng)的信息顯不;
[0010]繼電器及可控硅驅動模塊，其控制信號輸入端與控制模塊的繼電器及可控硅驅動信號輸出端相連，用于實現(xiàn)電機的無極調速，
[0011]開關及防傾斜保護檢測模塊，設置有檢測信號輸入端、檢測信號出端和過載保護信號輸出端，其檢測信號輸出端和控制模塊的開關及防傾斜保護檢測信號輸入端相連，過載保護信號輸出端與控制模塊的過載保護信號輸入端相連，用于電機傾斜時保證用戶的安全；
[0012]橋式整流模塊，設置有開關及防傾斜保護檢測信號輸出端、電機信號輸出端，其開關及防傾斜保護檢測信號輸出端與開關及防傾斜保護檢測模塊的檢測信號輸入端相連，其電機信號輸出端與輸出電機相連，用于提供電機工作信號、以及開關及防傾斜保護檢測信號。
[0013]所述的電源轉換模塊中還設置有同步脈沖信號單元。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:具備常規(guī)電器的安全(防雷)及滿足電磁兼容的特點，此外獨立采用計算機控制，利用編碼技術對不同電機轉速進行控制，實現(xiàn)電機的軟啟動和無極調速，并且直觀顯示電機的運行狀態(tài)，保障了用戶安全，結構簡單，延長了電機的壽命，安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的框架示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的電路原理圖；
[0017]圖3為本發(fā)明防雷抗浪涌模塊的電路原理圖；
[0018]圖4為本發(fā)明電源轉換模塊的電路原理圖；
[0019]圖5為本發(fā)明編碼器模塊的電路原理圖；
[0020]圖6為本發(fā)明控制模塊的電路原理圖；
[0021]圖7為本發(fā)明液晶顯不|旲塊的電路原理圖；
[0022]圖8為本發(fā)明繼電器及可控硅驅動模塊的電路原理圖；
[0023]圖9為本發(fā)明開關及防傾斜保護檢測模塊的電路原理圖；
[0024]圖10為本發(fā)明橋式整流模塊的電路原理圖；
[0025]圖11為本發(fā)明接口連接示意圖；
[0026]圖12為本發(fā)明單片機端口連接不意圖。
[0027]其中，1-防雷抗浪涌模塊，2-電源轉換模塊，3-編碼器模塊，4-控制模塊，5-液晶顯示模塊，6-繼電器及可控硅驅動模塊，7-開關及防傾斜保護檢測模塊，8-橋式整流模塊，9-輸出電機。

【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖進一步描述本發(fā)明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0029]如圖1、圖2，基于編碼技術的電機無級調速電路，其特征在于:它包括:
[0030]防雷抗浪涌模塊1，其輸入端與電源輸入端相連，用于電源轉換模塊2防雷抗浪涌；
[0031]電源轉換模塊2,其輸入端與防雷抗浪涌模塊I的輸出端相連，電源轉換模塊2的輸出端分別與編碼器模塊3的電源輸入端、控制模塊4的電源輸入端、液晶顯示模塊5的電源輸入端以及繼電器及可控硅驅動模塊6的電源輸入端相連，用于轉換電源，得到-5V的控制電源并提供給整個系統(tǒng)；
[0032]編碼器模塊3，其編碼信號輸出端與控制模塊4的編碼信號輸入端相連，用于產生控制模塊4所需的控制編碼；
[0033]控制模塊4，設置有顯示信號輸出端、繼電器及可控硅驅動信號輸出端、開關及防傾斜保護檢測信號輸入端以及過載保護信號輸入端，用于整個系統(tǒng)的管理和控制；
[0034]液晶顯不模塊5,其信號輸入端與控制模塊4的顯不信號輸出端相連,用于系統(tǒng)的/[目息顯不;
[0035]繼電器及可控硅驅動模塊6，其控制信號輸入端與控制模塊4的繼電器及可控硅驅動信號輸出端相連，用于實現(xiàn)電機的無極調速，
[0036]開關及防傾斜保護檢測模塊7，設置有檢測信號輸入端、檢測信號出端和過載保護信號輸出端，其檢測信號輸出端和控制模塊4的開關及防傾斜保護檢測信號輸入端相連，過載保護信號輸出端與控制模塊4的過載保護信號輸入端相連，用于電機傾斜時保證用戶的安全；
[0037]橋式整流模塊8，設置有開關及防傾斜保護檢測信號輸出端、電機信號輸出端，其開關及防傾斜保護檢測信號輸出端與開關及防傾斜保護檢測模塊7的檢測信號輸入端相連，其電機信號輸出端與輸出電機9相連,用于提供電機工作信號、以及開關及防傾斜保護檢測信號。
[0038]如圖3，所述的防雷抗浪涌模塊I由電源輸入L端、電源輸入N端、保險絲FUSE、電阻Rl、電阻R2、壓敏電阻ZRl，安規(guī)電容CXl、安規(guī)電容CX2，共軛濾波線圈CT1、熱敏電阻RT，其中，保險絲FUSE的一端與電源輸入L端相連，電阻Rl和電阻R2串聯(lián)后和壓敏電阻ZR1、安規(guī)電容CXl以及共軛濾波線圈CTl的兩個輸入端并聯(lián)接入保險絲FUSE的另一端和電源輸入N端之間，安規(guī)電容CX2并聯(lián)接入共軛濾波線圈CTl的兩個輸出端，熱敏電阻RT的一端串聯(lián)接入安規(guī)電容CX2的一端并將熱敏電阻RT該端作為同步脈沖信號輸入端，熱敏電阻RT的另一端作為第一輸出端，安規(guī)電容CX2的另一端接地。
[0039]如圖4，所述的電源轉換模塊2由轉換單元Ul、電感L1、電感L2，電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電阻R5、電阻R6、電阻R7、二極管D1、二極管D2以及二極管D3組成，其中，二極管Dl的正極與第一輸出端相連，二極管Dl的負極和電容Cl的正極、電感LI的一端相連，電容Cl的負極接地，電感LI的另一端和轉換單元Ul、電容C2的正極相連，電容C2的負極接地，電容C5、電阻R5的兩端同時與轉換單元Ul相連，電阻R6的一端與轉換單元Ul相連，電阻R6的另一端與電容C3的正極、二極管D2的負極相連，電容C3的負極串聯(lián)接入電感L2的一端，電感L2的另一端接地，二極管D2的正極接地，二極管D3的負極與轉換單元Ul相連，電容C4、電容C6以及電阻R7并聯(lián)，一端接入二極管D3的正極，另一端接地，電容C4的正極作為-5V電源輸出端。
[0040]如圖5，所述的編碼器模塊3由編碼器U2、電阻R32、電阻R33及電容C14、電容C15組成,其中,編碼器U2上設置有兩個信號輸出端,其中一個輸出端同時與電容C14的負極、電阻R32的一端以及單片機U3的對應接口相連，另一個輸出端同時與電容C15的負極、電阻R33的一端以及單片機U3的對應接口相連，電容C14的正極、電容C15的正極并聯(lián)接入-5V電源輸出端，電阻R32的另一端與電阻R33的另一端接地。
[0041]如圖6，所述的控制模塊4由單片機U3及電容C8、電容C9電阻R16組成，其中，電容C8的正極和電容C9的正極接入-5V電源輸出端，電容C8的負極和電容C9的負極與單片機U3的對應接口相連，同時電容C8的負極和電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端接地。
[0042]如圖7,所述的液晶顯不|旲塊5由液晶背光電路和顯不電路組成，其中，液晶背光電路由發(fā)光二級管LED1、發(fā)光二級管LED2，電阻R18、電阻R19及三級管Q4組成，顯示電路由電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15及LCD組成，其中，三級管Q4的發(fā)射極與-5V電源輸出端相連，三級管Q4的基極與電阻R19串聯(lián)后接入背光輸入端，發(fā)光二級管LEDl的負極和發(fā)光二級管LED2的負極并聯(lián)接入三級管Q4的集電極，發(fā)光二級管LEDl的正極和發(fā)光二級管LED2的正極接地，電阻R8和電阻R12、電阻R9和電阻R13、電阻RlO和電阻R14、電阻Rll和電阻R15兩兩串聯(lián)后并聯(lián)，并聯(lián)的一端與_5V電源輸出端相連，另一端接地，LCD和單片機U3的對應接口相連。
[0043]如圖8，所述的繼電器及可控硅驅動模塊6包括繼電器控制電路和可控硅驅動電路，其中，電器控制電路由電容C10、電容Cl 1、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R23，三極管Q1、三極管Q2以及繼電器K組成，其中，三極管Ql的發(fā)射極、三極管Q2的集電極、電阻R21的一端、電容Cll的負極、二極管D6的正極均接入-5V電源輸出端相連，繼電器K的一端分別與三極管Q2的發(fā)射極、二極管D8的正極相連，繼電器K的另一端與二極管D8的負極接地，三極管Q2的基極與電阻R23串聯(lián)后接入三極管Ql的集電極，電阻R21的另一端和電阻R20的一端同時接入三極管Ql的基極，電容Cll的正極和二極管D7的負極同時接入電阻R20的另一端，二極管D7的正極和二極管D6的的負極同時接入電容ClO后與單片機U3的對應接口相連，可控硅驅動電路由電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、三極管Q3、電容C12、電容C13、RC電阻以及可控硅SRC組成，電阻R25的一端和三極管Q3的發(fā)射極同時接入-5V電源輸出端，電阻R25的另一端和三極管Q3的基極同時接入電阻R24的一端，電阻R24的另一端接入可控硅CON端，電容C12的正極和電阻R26的一端同時接入三極管Q3的集電極，電阻R27的一端和RC電阻的一端同時接入-5V電源輸出端或電源輸入N端，電阻R27的另一端接入電容C13的正極，電容C13的負極、電容C12的負極以及電阻R26的另一端同時接入可控硅SRC的陰極，RC電阻的另一端接入可控硅SRC的陽極。
[0044]如圖9，所述的開關及防傾斜保護檢測模塊7由電阻R28、電阻R29、電阻R30、電阻R31、開關K1、開關K2以及檢測單元U4組成，其中，開關Kl的一端和開關K2的一端同時接入-5V電源輸出端，電阻R31的一端和Turbo端同時接入開關Kl的另一端，電阻R31的另一端接地，電阻R32的一端和閉合端同時接入開關K2的另一端，電阻R32的另一端接地，檢測單元U4的兩個輸入端接入-5V電源輸出端，檢測單元U4的輸出端分別和電阻R28的一端、電阻R29的一端以及TILT輸入端相連，電阻R28的另一端和電阻R29的另一端接地。
[0045]如圖10，所述的橋式整流模塊8由二極管D9、二極管D10、二極管D11、二極管D12組成，二極管D9、二極管D10、二極管D11、二極管D12組成橋式電路，有兩個輸入端和兩個輸出端，兩個輸入端與電機9的正極和負極相連，一個輸出端與繼電器K的控制開關串聯(lián)后接入電源輸入L端，用于開關及防傾斜保護檢測信號的輸出，另一個輸出端與可控硅SRC的控制極相連，用于可控娃SRC控制信號的輸出。
[0046]所述的電源轉換模塊2中還設置有同步脈沖信號單元，同步脈沖形成單元由電阻R3、電阻R4、二極管D4、二極管D5以及電容C7組成，其中，二極管D5的正極與-5V電源輸出端相連，二極管D4的正極、電阻R4的一端并聯(lián)接入二極管D5的負極，電阻R4的另一端與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與所述的防雷抗浪涌模塊I的同步脈沖信號輸入端相連，二極管D4的負極接地，電容C7并聯(lián)接入二極管D5的兩端，同步脈沖信號輸入端接入二極管D5的負極。
[0047]如圖11、圖12，所述的Turbo端、閉合端、同步脈沖信號輸入、背光輸入端、TILT輸入端以及可控硅CON端通過插頭CNl實現(xiàn)與外界相連，單片機U3的接口通過插頭CN2實現(xiàn)與外界相連。
[0048]本發(fā)明的工作原理為:電源轉換模塊2采用低功耗的在線電源轉換電路LNK304PN，得到-5V的電源，為整個系統(tǒng)提供控制電源，編碼器模塊3是本電路控制編碼的形成電路，控制模塊4采用單片機形成控制核心，對整個系統(tǒng)進行管理和控制，單片機讀取編碼器產生的控制編碼，通過繼電器及可控硅驅動模塊6對繼電器及可控硅驅動電路進行控制，實現(xiàn)電機的無極調速，同時開關及防傾斜保護檢測模塊7用來保護用戶安全，自動進入檢測狀態(tài)，然后根據(jù)檢測結果自動進入待機狀態(tài)，等待用戶的操作，用戶可根據(jù)需要決定操作模式，對應的液晶顯示器會顯示當前的狀態(tài)，方便直觀。用戶使用時可通過面板直接選擇運行速度，由于程序設置了軟啟動功能，無論用戶選擇何種轉速，都不會因為電機的運轉而受到傷害，本電路還設計了防傾斜安全保護電路，當電機傾斜時，無論用戶怎樣操作，電機都不會運轉，這大大加強了用戶的安全。
【權利要求】
1.基于編碼技術的電機無級調速電路，其特征在于:它包括: 防雷抗浪涌模塊(1)，其輸入端與電源輸入端相連，用于電源轉換模塊(2)防雷抗浪涌； 電源轉換模塊(2),其輸入端與防雷抗浪涌模塊(I)的輸出端相連，電源轉換模塊(2)的輸出端分別與編碼器模塊(3)的電源輸入端、控制模塊(4)的電源輸入端、液晶顯示模塊(5)的電源輸入端以及繼電器及可控硅驅動模塊(6)的電源輸入端相連，用于轉換電源，得到-5V的控制電源并提供給整個系統(tǒng)； 編碼器模塊(3)，其編碼信號輸出端與控制模塊(4)的編碼信號輸入端相連，用于產生控制模塊(4)所需的控制編碼； 控制模塊(4)，設置有顯示信號輸出端、繼電器及可控硅驅動信號輸出端、開關及防傾斜保護檢測信號輸入端以及過載保護信號輸入端，用于整個系統(tǒng)的管理和控制； 液晶顯示模塊(5)，其信號輸入端與控制模塊(4)的顯示信號輸出端相連，用于系統(tǒng)的/[目息顯不； 繼電器及可控硅驅動模塊(6)，其控制信號輸入端與控制模塊(4)的繼電器及可控硅驅動信號輸出端相連，用于實現(xiàn)電機的無極調速， 開關及防傾斜保護檢測模塊(7)，設置有檢測信號輸入端、檢測信號出端和過載保護信號輸出端，其檢測信號輸出端和控制模塊(4)的開關及防傾斜保護檢測信號輸入端相連，過載保護信號輸出端與控制模塊(4)的過載保護信號輸入端相連，用于電機傾斜時保證用戶的安全； 橋式整流模塊(8)，設置有開關及防傾斜保護檢測信號輸出端、電機信號輸出端，其開關及防傾斜保護檢測信號輸出端與開關及防傾斜保護檢測模塊(7)的檢測信號輸入端相連，其電機信號輸出端與輸出電機(9)相連,用于提供電機工作信號、以及開關及防傾斜保護檢測信號。
2.根據(jù)權利要求書I所述的基于編碼技術的電機無級調速電路，其特征在于:所述的電源轉換模塊(2)中還設置有同步脈沖信號單元。
【文檔編號】H02P6/08GK104518711SQ201310459744
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】黃達義 申請人:貴州航天電子科技有限公司