[發(fā)明專利]一種高抗干擾的磁滯制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710978866.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107888124A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王萬(wàn)年;唐洪珍;王天甜;唐慧;李勇;劉啟峰;張興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽愛(ài)意愛(ài)機(jī)電科技有限公司
• 主分類號(hào): H02P27/08
• 分類號(hào): H02P27/08;H02H7/08;H02M1/08
• 代理公司: 安徽信拓律師事務(wù)所34117
• 代理人: 李德勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁滯制動(dòng)器領(lǐng)域，具體涉及一種高抗干擾的磁滯制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

傳動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)一般都由三部分構(gòu)成：1動(dòng)力部分(馬達(dá)、電機(jī))，2傳遞部分(皮帶、鏈條)，3阻力部分(剎車、制動(dòng)器)。要想恒速傳動(dòng)傳輸，則必須使其三者協(xié)同一致，按照恒定的張力運(yùn)行。但由于實(shí)際的工況十分復(fù)雜，負(fù)載的狀態(tài)也是變化不定的。如果需要在這不穩(wěn)定的系統(tǒng)之中保證產(chǎn)線的穩(wěn)定則需要一個(gè)高效的、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的、可以與控制系統(tǒng)相互聯(lián)系的驅(qū)動(dòng)器，這可以是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器也可以是制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，如果保證電機(jī)做到恒力距運(yùn)行則其電機(jī)就要更加復(fù)雜。另外當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的各部分的阻尼情況都不一樣，要讓電機(jī)做到全程恒張力控制也是不可能的。這樣就需要一個(gè)制動(dòng)器來(lái)調(diào)節(jié)個(gè)點(diǎn)的阻尼時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的阻尼和加力一致。于是便可以保證整個(gè)傳輸系統(tǒng)可以在各個(gè)速度段上協(xié)調(diào)一致。

而磁滯制動(dòng)器是使用電流產(chǎn)生的磁滯阻尼力是一種非接觸的制動(dòng)器這在目前設(shè)備上初步應(yīng)用。但其驅(qū)動(dòng)器很多使用的都是恒流控制型的，即使用不同的大小的電流來(lái)產(chǎn)生不同的阻尼力。這樣會(huì)使磁滯制動(dòng)器線圈產(chǎn)生很大熱量，如不及時(shí)將熱量散出制動(dòng)器線圈將很快短路損毀。使用PWM調(diào)制則可以使制動(dòng)器直流內(nèi)阻減小，制動(dòng)效率增加。可以減小磁滯電機(jī)尺寸。

另外由于傳輸系統(tǒng)距離比較遠(yuǎn)要想使力矩信息遠(yuǎn)距離傳輸，則在惡劣的工控電磁環(huán)境下，高效可靠的將信息傳輸也是一個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)有使用的方法如數(shù)字化、編碼化也是一個(gè)很復(fù)雜的辦法。使用1K～3Khz的方波脈沖傳遞對(duì)應(yīng)的-10V～+10V張力信息則是一個(gè)很好的辦法。其方法既簡(jiǎn)單抗干擾也很好對(duì)于差模和共模干擾可以很好抑制，其1-0.3mS響應(yīng)速度在傳輸系統(tǒng)也能可以使用。

現(xiàn)代控制系統(tǒng)是由各種總線控制組成，設(shè)備有了自檢功能可使系統(tǒng)的更穩(wěn)定和更安全。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高抗干擾的磁滯制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，具有高效、磁滯扭力漂移小且制動(dòng)器運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)，可以顯著減小制動(dòng)器體積。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種高抗干擾的磁滯制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，包括電源整機(jī)供給、F/V轉(zhuǎn)換、PWM斬波驅(qū)動(dòng)指示、設(shè)備自檢電路信號(hào)輸出、過(guò)流保護(hù)電路，

所述電源整機(jī)供給是為整機(jī)供電提供+15V和-12v電源，其中-12V是由+15V經(jīng)過(guò)由NE555、L1、C4、VD1、VD2構(gòu)成的負(fù)壓發(fā)生器提供經(jīng)C1、C2濾波后產(chǎn)生；

所述F/V轉(zhuǎn)換將1K～3K方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成-10V～+10V電壓，是將控制頻率信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)抗干擾的手段，同時(shí)所述F/V轉(zhuǎn)換進(jìn)行模塊狀態(tài)自檢有Device Ok信號(hào)輸出，可以感知目前設(shè)備狀態(tài)；

所述PWM斬波驅(qū)動(dòng)指示來(lái)動(dòng)態(tài)控制磁滯制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流；

所述設(shè)備自檢電路信號(hào)輸出部分是在設(shè)備完好運(yùn)行后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延時(shí)，去檢測(cè)各部分的反饋情況后，處理輸出Device Ok信號(hào)；

所述過(guò)流保護(hù)電路部分是H橋驅(qū)動(dòng)電路過(guò)流保護(hù)的電路。

優(yōu)選地，所述PWM斬波驅(qū)動(dòng)指示部分包括：

1).4K基波振蕩產(chǎn)生電路，作用是產(chǎn)生一個(gè)占空比為50％的4Khz的方波載波信號(hào)，具體是由D2和外圍的器件(R5、R7、R8、R9、C8、C12、C10、VD3)構(gòu)成；

2.)PWN斬波調(diào)制驅(qū)動(dòng)，作用是完成驅(qū)動(dòng)器電流斬波限流自控環(huán)路，其具體構(gòu)成是：上電時(shí)先用4Khz的方波載波信號(hào)驅(qū)動(dòng)H橋集成電路，然后檢測(cè)其下端的電流取樣電阻上的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流電壓信號(hào)送到D9B放大，放大后和經(jīng)F/V變換后調(diào)節(jié)注入比例的電壓信號(hào)在D5B上進(jìn)行比較，其比較結(jié)果是決定輸出負(fù)載電流的斬波設(shè)定值。大于設(shè)定值輸出高電平，小于設(shè)定值輸出低電平，且由此高低電平信號(hào)去調(diào)制4Khz的方波載波信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)H橋的占空比跟隨輸出電流大小的斬波驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

3).PWM信號(hào)的指示電路，其具體是由構(gòu)成當(dāng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)負(fù)載制動(dòng)器時(shí)PWM脈沖經(jīng)；由C14耦合至D3的2腳，DV4將大于+15V和小于0.6V的脈沖的泄放防止毀壞D3，D3和外圍的元件(R11、R10、C11、C9)構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器R11是單穩(wěn)態(tài)的上拉偏置，這樣觸發(fā)被PWM脈沖觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)推動(dòng)一個(gè)LED燈指示PWM的狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述PWM斬波驅(qū)動(dòng)指示具體是先用4Khz的方波載波信號(hào)驅(qū)動(dòng)H橋驅(qū)動(dòng)的電流在取樣電阻R24上產(chǎn)生的電壓，經(jīng)D9B放大和負(fù)載設(shè)定電壓在D5B上比較后，經(jīng)D7D整形反相和4K振蕩為基波共同調(diào)制為PWM波，輸入至D6的輸入端形成PWM斬波閉環(huán)控制，達(dá)到磁滯制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成的恒張力控制的。