[實用新型]全隔離型直流電機正反轉控制器模塊

有效

• 申請號: 201220593132.6
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN202906803U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 盛永富;葛國強
• 申請（專利權）人: 杭州龍科電子有限公司
• 主分類號: H02P1/22
• 分類號: H02P1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種直流電機正反轉切換控制器，尤其是一種控制端與電機負載端電氣隔離、輸出端極性隨控制端信號改變的全隔離型直流電機正反轉控制器模塊。

背景技術

相對于交流電機，直流電機在節能、控制特性方面具備非常突出的領先優勢。直流電機有優良的控制性能，其機械特性和調速特性均為平行的直線，這是各類交流電機所沒有的特性。直流電機更加高效節能。相同輸出功率的直流電機耗電量只有交流電機耗電量的60％左右，省電效果非常卓越。同時，直流電機運行噪音小，能夠抗電網諧波。由于轉速的高低與電機產生的噪音成正比，直流電機優越的調速性能就可以明顯降低運行噪音。

優良的控制特性使直流電機在很長的時間里，在有調速、控制要求的場合，幾乎成了唯一的選擇。但是，直流電機的結構復雜，其定子上有激磁繞組產生主磁場，對功率較大的直流電機常常還裝有換向極，以改善電機的換向性能。直流電機的轉子上安放電樞繞組和換向器，直流電源通過電刷和換向器將直流電送入電樞繞組并轉換成電樞繞組中的交變電流，即進行機械式電流換向。

復雜的結構限制了直流電機體積和重量的進一步減小，尤其是電刷和換向器的滑動接觸造成了機械磨損和火花，使直流電機的故障多、可靠性低、壽命短、保養維護工作量大。換向火花既造成了換向器的電腐蝕，還是一個無線電干擾源，會對周圍的電器設備帶來有害的影響。電機的容量越大、轉速越高，問題就越嚴重。所以，普通直流電機的電刷和換向器限制了直流電機向高速度、大容量的發展。同時，傳統用來實現電機正反轉切換的換向器的機械式觸點容易產生火花和拉弧，并伴隨有大量噪音，壽命較短，限制了其推廣和普及。

發明內容

本實用新型的目的是針對目前機械式換向器的觸點容易跳火燒毀的缺點，設計出一種基于MOSFET和IGBT功率器件的無觸點長壽命的全隔離型直流電機正反轉控制器模塊。

?本實用新型的技術方案是：全隔離型直流電機正反轉控制器模塊，具有輸入信號與負載控制回路完全電氣隔離、正反轉信號同時輸入時互鎖保護、直流電機負載短路保護、直流電機負載過載保護和正反轉運動狀態顯示，模塊采用功率元件，正反轉切換時不產生火花，工作性能穩定，具有超高的使用壽命和穩定性。

具體的，本實用新型包括正反轉信號輸入電路，正反轉信號檢測互鎖電路，隔離驅動電路，過流保護電路，功率元件相互連接。所述的信號輸入電路連接所述的信號檢測互鎖電路，所述的信號檢測互鎖電路連接所述的隔離驅動電路和過流保護電路，并轉化成觸發信號控制功率元件。

所述的正反轉信號輸入電路，輸入為12-24Vdc，共陽連接時，兩個控制端的低電平有效；共陰連接時，兩個控制端的高電平有效。

所述的正反轉信號檢測互鎖電路，通過設置硬件及軟件互鎖，正反轉信號的有效作用時間間隔200ms。

所述的隔離驅動電路，通過光電隔離或高頻變壓器隔離，絕緣介質耐壓大于2000?Vac，產生電氣隔離。

所述的過流保護電路，保護狀態自行鎖定至短路故障排除，電路重新啟動。

?本實用新型具有以下優點。

?1、本實用新型適用于直流電機的頻繁正反啟動運轉，或直流電感線圈的正負極性頻繁切換?？朔藱C械式觸點容易跳火燒毀的缺點，壽命長，價格低，安裝使用方便。

2、主電路輸入輸出端與正反控制端之間采用光電隔離或高頻變壓器隔離，絕緣介質耐壓大于2000?Vac。

3、模塊內正向和反向之間轉換在控制端已設置硬件軟件互鎖，有效防止正反轉開關同時導通。

4、模塊內部采用MOSFET或IGBT功率管做輸出器件，導通壓降小，可靠性高。

5、本實用新型具有短路保護和過載保護功能。當輸出端發生短路故障時，能第一時間關閉功率場效應管，從而保護模塊的安全，避免造成模塊永久性損壞。保護狀態能自行鎖定，直至短路故障排除，電路重新啟動，即恢復正常運行。

6、發光LED管顯示電機旋轉方向，當兩路LED都不亮時為停止狀態。

7、輸入控制電壓為12-24Vdc，共陽或共陰可任意接線。控制線共陽連接時，A-、B-端低電平有效，當A-、B-端同時為低電平時模塊自動關閉。共陰連接時，A+、B+端高電平有效，當A+、B+端同時為高電平時模塊自動關閉。

8、避免了功率元件工作在放大區，其發熱損耗微小，僅需使用簡單的散熱材料，從而減小了本實用新型設備的體積。

9、本實用新型電路原理簡單，所用元器件較少，易于模塊化，可作為核心調壓裝置嵌入大型自動化工控設備之中。