Pwm斬波式制動器控制裝置的製作方法
2024-03-07 23:58:15
專利名稱：Pwm斬波式制動器控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於制動控制技術領域，具體涉及用於電磁製動器的開閘一維持一斷電上閘制動，全過程的智能控制裝置。
背景技術：
隨著電梯及永磁式電梯用曳弓I機的推廣普及，與永磁式電梯用曳弓I機配套的電磁製動器(也稱離合器)獲得了廣泛應用。因此為配合各種制動器和離合器產生了多種整流控制裝置，其中有電阻降壓法、全波開閘半波維持法、可控矽觸發法等，先進一些的可以控制電磁製動器運行狀態時的電壓，而上電開閘及失電合閘均處於失控狀態，從而造成開 閘、合閘聲音過大，對機械結構有較大衝擊，浪費材料、浪費能源並影響制動器使用壽命。
發明內容
本發明所要解決的技術難題是提供一種PWM斬波式制動器控制裝置，用於電磁製動器從開閘一維持一斷電上閘制動的全過程的智能控制。本發明採用了以下技術方案解決上述技術問題的一種PWM斬波式制動器控制裝置，包括橋式整流電路、濾波電容、第一開關管、第二開關管、CPU，所述濾波電容並聯在橋式整流電路的正負輸出端之間，第一開關管的漏極連接到橋式整流電路的正輸出端，源極連接到電磁製動器的電磁線圈的一端，第二開關管的漏極連接到電磁線圈的另一端，源極連接到橋式整流電路的負輸出端，第一、第二開關管的柵極連接到CPU，CPU同時採樣濾波電容的電壓。作為本發明的進一步改進所述PWM斬波式制動器控制裝置採用以下工作原理交流輸入電源經過橋式整流電路的全波整流，由濾波電容濾波後產生脈動直流；電磁製動器上電開閘及維持運行時CPU採樣濾波電容上的電壓，計算出最佳開閘時間，同時分別計算出電磁線圈上電開閘、開閘後維持所需最佳電壓，並以此控制第一、二開關管，第二開關管在開閘及運行時處於開啟狀態，在合閘時通過CPU程序控制，第一開關管在合閘時處於關閉狀態，開閘及運行時處於CPU控制下；斷電合閘狀態斷電時CPU首先關閉第一開關管以使制動器快速合閘，然後CPU對第二開關管進行控制，在電磁製動器上形成反壓以使電磁製動器處於柔性合閘狀態，然後準確關斷第二開關管。作為本發明的進一步改進所述CPU採用PWM方波智能控制第一開關管、第二開關管。作為本發明的進一步改進所述PWM斬波式制動器控制裝置還包括一電阻以及一二極體，所述電阻一端連接到第一開關管的源極和電磁線圈之間，另一端和所述二極體的陰極相連，所述二極體的陽極連接到第二開關管的漏極與電磁線圈之間。作為本發明的進一步改進所述PWM斬波式制動器控制裝置還包括一第一二極體，所述第一二極體的陰極連接在第一開關管的源極和電磁線圈之間，陽極連接在橋式整流電路的負輸出端。作為本發明的進一步改進所述第一開關管、第二開關管是互補金屬氧化物半導體或絕緣柵雙極型電晶體。本發明的優點在於在電磁製動器上電開閘、維持運行、斷電合閘全過程中進行全程微電腦數字智能控制，使制動器或離合器始終處於可控的理想工作狀態，從而使制動器或離合器具有最優的開、合閘及運行特性，以達到節能、降噪、延長使用壽命的目的。
圖I是本發明PWM斬波式制動器控制裝置的電路原理圖。
具體實施例方式請參閱圖1，圖I中示出了一組完整的PWM斬波式制動器控制裝置，本發明PWM斬波式制動器控制裝置包括由二極體Dl、D2、D3、D4組成的橋式整流電路I、濾波電容Cl、第一開關管K1、第二開關管K2、中央處理器(CPU)。所述濾波電容Cl並聯在橋式整流電路I的正負輸出端之間，第一開關管Kl的漏極⑶連接到橋式整流電路I的正輸出端，源極⑶連接到電磁製動器的電磁線圈L的一端，第二開關管K2的漏極⑶連接到電磁線圈L的另一端，源極⑶連接到橋式整流電路I的負輸出端，第一、第二開關管K1、K2的柵極(G)連接到中央處理器(CPU)。所述中央處理器(CPU)採用PWM方波智能控制第一開關管K1、第二開關管K2，並且所述中央處理器採樣濾波電容Cl上的電壓。所述濾波電容Cl上的電壓通過電阻分壓後再經過電容濾波加到CPU的採樣埠。PWM斬波式制動器控制裝置的工作原理如下交流輸入電源經過橋式整流電路I的全波整流，由濾波電容Cl濾波後產生脈動直流。電磁製動器上電開閘及維持運行時中央處理器(CPU)採樣濾波電容Cl上的電壓，CPU通過採樣電壓計算，再根據電磁線圈L的電阻及電磁製動器型號，再與國家啟動時間限制比較得出最佳開閘時間。同時分別計算出電磁線圈L上電開閘、開閘後維持所需最佳電壓。開閘後最佳維持電壓由電磁線圈L的電阻及電磁製動器型號以及電磁製動器溫升要求及節能要求加上安全裕量得出。並以此控制第一、二開關管K1、K2來達到最佳吸合和維持的能量恆定、保證上電開閘及運行維持均為可控的理想狀態。第二開關管K2在開閘及運行時處於開啟狀態，在合閘時通過CPU程序控制以保證最佳合閘狀態。第一開關管Kl在合閘時處於關閉狀態，開閘及運行時處於CPU控制下，由CPU產生PWM波維持制動器開閘及運行。斷電合閘狀態斷電時CPU首先關閉第一開關管Kl以保證使制動器快速合閘。經過一小段時間後CPU對第二開關管K2加上PWM波控制，在制動器上形成反壓以使制動器 處於柔性合閘狀態，然後準確關斷第二開關管K2。作為優選實施例，本發明PWM斬波式制動器控制裝置還包括電阻Rl以及二極體D6，電阻Rl —端連接到第一開關管Kl的源極(S)和電磁線圈L之間，電阻Rl另一端和二極體D6的陰極相連，二極體D6的陽極連接到第二開關管K2的漏極(D)與電磁線圈L之間。此時，斷電合閘狀態關斷第二開關管K2後，電阻Rl和二極體D6在電磁線圈L上施加合適反向合閘力，確保電磁製動器快速、可靠、準確制動。作為優選實施例，本發明PWM斬波式制動器控制裝置還包括二極體D5，二極體D5的陰極連接在第一開關管Kl的源極(S)和電磁線圈L之間，陽極連接在橋式整流電路I的負輸出端。上述實施例中，第一開關管K1、 第二開關管K2可以是CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)或 IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor,絕緣柵雙極型電晶體)。通過本發明的技術方案可以實現以下技術效果上電開閘狀態它能夠保證電磁製動器在可控高壓狀態下瞬間吸合，其饋入能量恆定，以保證可靠吸合為準則，這樣在保證可靠開閘的前提下減少多餘能量，同時減小衝擊力，達到降低噪音、節約能源、延長電磁製動器使用壽命等多從效果。維持狀態使用降壓穩壓維持控制，滿足維持狀態下所需能量較小的要求，在保證可靠維持的前提下，避免電磁製動器發熱，減少能源消耗、降低溫升、延長使用壽命。斷電合閘制動狀態斷電過程採用中央處理器跟蹤過程控制，在均衡柔性合閘到位時準確施加反向合閘力，即避免因單純採用續流二極體續流造成的合閘制動延時，又避免因硬關斷造成釋放衝擊力過大，巨大衝量所造成的噪聲及對機械件的衝擊，同時還能確保制動器快速、可靠、準確制動。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種PWM斬波式制動器控制裝置，其特徵在於包括橋式整流電路、濾波電容、第一開關管、第二開關管、CPU，所述濾波電容並聯在橋式整流電路的正負輸出端之間，第一開關管的漏極連接到橋式整流電路的正輸出端，源極連接到電磁製動器的電磁線圈的一端，第二開關管的漏極連接到電磁線圈的另一端，源極連接到橋式整流電路的負輸出端，第一、第二開關管的柵極連接到CPU，CPU同時採樣濾波電容的電壓。
2.根據權利要求I所述的PWM斬波式制動器控制裝置，其特徵在於所述PWM斬波式制動器控制裝置採用以下工作原理 交流輸入電源經過橋式整流電路的全波整流，由濾波電容濾波後產生脈動直流； 電磁製動器上電開閘及維持運行時(PU採樣濾波電容上的電壓，計算出最佳開閘時間，同時分別計算出電磁線圈上電開閘、開閘後維持所需最佳電壓，並以此控制第一、二開關管，第二開關管在開閘及運行時處於開啟狀態，在合閘時通過CPU程序控制，第一開關管在合閘時處於關閉狀態，開閘及運行時處於CPU控制下； 斷電合閘狀態斷電時CPU首先關閉第一開關管以使制動器快速合閘，然後CPU對第二開關管進行控制，在電磁製動器上形成反壓以使電磁製動器處於柔性合閘狀態，然後準確關斷第二開關管。
3.根據權利要求I或2所述的PWM斬波式制動器控制裝置，其特徵在於所述CPU採用PWM方波智能控制第一開關管、第二開關管。
4.根據權利要求I或2所述的PWM斬波式制動器控制裝置，其特徵在於還包括一電阻以及一二極體，所述電阻一端連接到第一開關管的源極和電磁線圈之間，另一端和所述二極體的陰極相連，所述二極體的陽極連接到第二開關管的漏極與電磁線圈之間。
5.根據權利要求I所述的PWM斬波式制動器控制裝置，其特徵在於還包括一第一二極體，所述第一二極體的陰極連接在第一開關管的源極和電磁線圈之間，陽極連接在橋式整流電路的負輸出端。
6.根據權利要求I所述的PWM斬波式制動器控制裝置，其特徵在於所述第一開關管、第二開關管是互補金屬氧化物半導體或絕緣柵雙極型電晶體。
全文摘要
本發明提供一種PWM斬波式制動器控制裝置，包括橋式整流電路、濾波電容、第一開關管、第二開關管、中央處理器，濾波電容並聯在橋式整流電路的正負輸出端之間，第一開關管的漏極連接到橋式整流電路的正輸出端，源極連接到電磁製動器的電磁線圈的一端，第二開關管K2的漏極連接到電磁線圈的另一端，源極連接到橋式整流電路的負輸出端，第一、二開關管的柵極連接到中央處理器。中央處理器採用PWM方波智能控制第一、二開關管，CPU同時採樣濾波電容的電壓。本發明的優點在於在電磁製動器上電開閘、維持運行、斷電合閘全過程中進行智能控制，使其始終處於可控的理想工作狀態，並且具有最優的開、合閘及運行特性，達到節能、降噪、延長使用壽命的目的。
文檔編號B66D5/30GK102627242SQ20121010167
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者楊光成, 陳本義 申請人:安徽廣德昌立制動器有限公司