一種基於絞磨機的自我保護型電機驅動電路系統的製作方法
2024-03-25 02:58:05 1
本發明涉及一種電機驅動的電路系統，具體是一種基於絞磨機的自我保護型電機驅動電路系統，屬於絞磨機技術領域。
背景技術：
在輸電線路杆塔施工和運行檢修野外作業時，電力金具的吊裝作業量很大，目前使用的起重設備主要為各種小型臺式、中型坐式、大型拖拉機式內燃發動機機絞磨機。
一般而言，絞磨機包括裝置主機、供電系統和遙控器。其中，裝置主機主要由直流電動機、行星齒輪變速器和磨芯三部分組成。供電系統中主要是電池箱給起重裝置提供動力源。遙控器連接主機界面的遙控接口後，通過上下鍵來控制起重裝置的逆轉和正傳。
直流電機的驅動方式主要有兩種：線性驅動方式和開關驅動方式。其中，線性驅動方式可看成一個數控電壓源，該驅動方式優點是驅動電機的力矩紋波小，能夠應用於對電機轉速非常高的場合；該驅動方式缺點是通常結構複雜，成本高，尤其是需要提高驅動功率時，相應的電路成本將大幅度提升。
在大功率直流電機應用場合中，H橋驅動電路主要有兩種。如圖1所示，H橋的4個橋臂均使用N溝道增強型MOS管，如果使電機正轉Q1和Q4應該導通，因此，K4電壓應該高於Q4的源極電壓，K1電壓應該高於Q1的源極電壓，由於Q1的源極電壓近似等於VCC，因此就要求S1必須大於VCC+Vgs,大多電機的的源直接來至VCC，想得到比VCC更高的電位就必須升壓，升壓電路比降壓電中轉換效率通常會低。如圖2所示，H橋的4個橋臂均使用P溝道增強型MOS管，想使得Q3和Q4良好的導通，必須得使用柵極電壓低於-Vgs，這樣電路控制電壓得使用負壓，負壓往往我們也使用升壓DC/DC得到，這樣電源轉換效率也相對較低，電源電路也相對較複雜。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在問題，本發明提供一種基於絞磨機的自我保護型電機驅動電路系統，該電路系統能夠避免上述兩種電路系統的缺陷，集合兩種電路系統的優點，從而能夠使得H橋驅動電路在大功率直流電機應用場合中，更加使用方便。
本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種基於絞磨機的自我保護型電機驅動電路系統，其特徵在於，該電路系統包括H橋驅動電路和電機異常保護電路；
其中，所述H橋驅動電路同時使用P溝道增強型MOS管和N溝道增強型MOS管；
所述電機異常保護電路包括RC濾波電路、信號放大電路和採樣電路；
所述H橋驅動電路串聯電機異常保護電路。
進一步，所述H橋驅動電路包括下橋上的兩個並聯的P溝道增強型MOS管和上橋上的兩個並聯的N溝道增強型MOS管。
進一步，所述RC濾波器電路包括與信號放大器串聯的電阻R4，以及與所述電阻R4並聯的電容C2。
進一步，所述信號放大電路包括信號放大器以及與所述信號放大器串聯的電容C1；所述信號放大器並聯二極體D1，所述二極體D1與電容C2並聯；並且，所述信號放大器、二極體D1和電容C2並聯接地；與所述信號放大器串聯的電容C1一端接入電路電壓。
進一步，所述採樣電路包括與所述信號放大器並聯的採樣器R3，所述採樣器R3與信號放大器的電路支線並聯接地。
本發明的有益效果是：該電路系統在電機運行時超出額定負載，或是電機長時間工作在超負荷的情況下，避免出現電機故障、斷電或行星齒輪卡死等問題。並且該電路系統集合了P溝道增強型MOS管和N溝道增強型MOS管，通過保護電路能夠有效解決大功率直流電機其中設備在使用過程中的正反轉、剎車及連續調速，具有自我保護功能。
附圖說明
圖1為現有技術存在的H橋驅動方式示意圖之一；
圖2為現有技術存在的H橋驅動方式示意圖之二；
圖3為本發明的H橋驅動方式示意圖；
圖4為本發明的MOS管的並聯電路示意圖；
圖5為本發明的整體電路示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明的實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。如圖5所示：一種基於絞磨機的自我保護型電機驅動電路系統，該電路系統包括H橋驅動電路和電機異常保護電路；
其中，所述H橋驅動電路同時使用P溝道增強型MOS管和N溝道增強型MOS管；
所述電機異常保護電路包括RC濾波電路、信號放大電路和採樣電路；
所述H橋驅動電路串聯電機異常保護電路。
如圖3和圖4所示：所述H橋驅動電路包括下橋上的兩個並聯的P溝道增強型MOS管和上橋上的兩個並聯的N溝道增強型MOS管。
在大功率驅動實際應用中，單顆MOS管提供不了需要的大電流，此時我們需要把多顆MOS管並聯起來應用，這樣很大的電流由多顆MOS管來分擔，單顆MOS管承擔的電流就比較小了，確保了器件安全穩定地工作。但是如果應用不當，也會使多顆並聯的MOS管電流不均衡，甚至損壞某顆MOS管使系統崩潰。根據MOS管的溫度曲線能夠得出MOS管的內阻的溫度特性是隨溫度的升高內阻也增大，如果在並聯過程中由於某種原因(比如RDSON比較低，電流路徑比較短等)導致某顆MOS管的電流比較大，這顆MOS管會發熱比較嚴重，內阻會升高比較多，電流就會降下來，由此可以分析出MOS管有自動均流的特性而易於並聯。MOS管理論上可以由N顆並聯，實際MOS管並聯多了容易引起走線很長，分布電感電容加大，對於高頻電路工作產生不利的影響。如圖4所示，圖中，R1,R3,R5為柵極極驅動電阻，每個MOS管都由獨立的柵極驅動電阻隔離驅動，主要是可以防止各個MOS管的寄生振蕩，起到阻尼的作用。柵極極驅動電阻的取值十分關鍵，最值過小就起不到防止各個MOS管的寄生振蕩的作用，如果取值大了，開關速度會變慢，由於每個MOS管的結電容會有細微的不同，結果取值過大還會導致各個MOS管的導通速度相差比較大，所以柵極極驅動電阻在能夠防止各個MOS管的寄生振蕩的情況下儘量小到可以滿足開關速度。
所述RC濾波器電路包括與信號放大器串聯的電阻R4，以及與所述電阻R4並聯的電容C2。所述信號放大電路包括信號放大器(MAX4372)以及與所述信號放大器串聯的電容C1；所述信號放大器並聯二極體D1，所述二極體D1與電容C2並聯；並且，所述信號放大器、二極體D1和電容C2並聯接地；與所述信號放大器串聯的電容C1一端接入電路電壓。所述採樣電路包括與所述信號放大器並聯的採樣器R3，所述採樣器R3與信號放大器的電路支線並聯接地。
如圖5所示，R4，C2組成RC濾波電路，濾波後的信號ADSI送給處理器進行AD採樣，在實際應用中，為將低R3(採樣器)上的發熱，一般提高U1放大倍數，選擇較小的採樣電阻。為使測量準確，首先電源的紋波要儘量的小，線路板電源電路部分布線一定要注意。同時在測量算法上也很重要。在實際應用中，一但測量到電機發生電流異常時，先要作出預警，同時提高採樣速率，進一步的比較判斷如果繼續異常，作出報警。報警發生後驅動電路將控制電機的運行狀態來對電機進行保護。對於提高電機功率通過下橋臂的N溝道增強型MOS管和上橋臂的P溝道增強型MOS管，控制Q1和Q3保證電機M的正轉，控制你給Q2和Q4保證電機M的反轉，並且在電路中獲取的電壓較低但電源轉換率很高，同時電源電路簡單。
以上所舉實施例為本發明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發明，並非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本發明的技術特徵內容，均仍屬於本發明技術特徵的範圍內。