馬達速度控制裝置的製作方法
2023-10-19 01:18:52
專利名稱：馬達速度控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種馬達速度控制裝置。
傳統馬達控速若採用無接點變頻控制，由於功率電晶體材料本身的原因，對電力源即會產生一電壓降。因此在馬達高速運轉或高負載運轉時，確實會因為供電壓的下降關，而影響了馬達運轉及負載的效率。而且功率電晶體本身也會在長期大電流通過的情形下，產生高溫，使使用壽命縮短。
而傳統馬達控速若採用變壓式控制，在低運轉階段由於電阻值大，因此浪費電力，而且易生高溫故障的情事，且其控速精度不如變頻控速電路的精確。
馬達的應用日益廣泛和重要。因此需要開發出能夠操作自如，並且耐得起重複操作，而又不浪費電力的高品質馬達速度控制裝置。
本實用新型的目的在提供一結構精簡，使用安裝及操作便捷的馬達速度控制裝置。
本實用新型的再一目的在提供一不浪費電力的馬達速度控制裝置。
本實用新型的又一目的在提供一可經久使用，而不易耗損的馬達速度控制裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的一種馬達速度控制裝置，其特徵在於它由信號發生電路的輸出信號接感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組，感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組輸入接剎車斷電電路，感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組輸出接直流馬達組成。
信號發生電路由紅外線發射器串接一電阻器組成。
感應控制調頻電路組由紅外線接受器L1輸出接電晶體Q1開關電路，及由光敏電阻R1、R2接調頻的時鐘計時器電路，開關電路和時鐘計時器電路輸出信號的反及電路以及達靈頓電路的正反轉控制電路組成。
達靈頓電路的正反轉控制電路由一NPN達靈頓電晶體TA通路，及一PNP達靈頓電晶體TB電路的輸出再接連動切換開關組成。
達靈頓通路的正反轉控制電路在連動切換開關及直流馬達之間串接低阻抗高瓦數電熱線。
時鐘計時器電路輸出脈衝頻率波信號的開啟時間關係式為T1=0.693(R1+R2)C1。
時鐘計時器電路輸出脈衝頻率波信號的關閉時間關係式為T2=0.693(R2)C1。
電晶體Q1開關電路基極輸入接在紅外線發射器經搖臂切移至終端阻擋位置所對應的紅外線接受器輸出端，電晶體Q1的集電極接反及電路。
感應控制繼電器電路組由紅外線接受器L2輸出接開關電路，開關電路輸出接繼電器，繼電器切換作動的長閉接點NC接連動切換開關組成。
開關電路電晶體Q2的基極接紅外線接受器L2，電晶體Q2的集電極接電晶體Q3的基極組成。
繼電器上並聯保護二極體。
連動切換開關直接接切換直流馬達的電源正負極。
剎車斷電電路由一端接地的剎車斷電開關，剎車操作指示燈切換控制端，再並接電晶體Q1、Q2射極組成。
低阻抗高瓦數電熱線電阻值為1，瓦數為1000瓦-3000瓦之間。
電路感應元件依序為紅外線接受器L1、光敏電阻R1、R2以及紅外線接受器L2排列，與設在搖臂頂端的紅外線發射器間接。
本實用新型以一搖臂負載一紅外線發射器同步位移動作，使直流馬達在啟動及慢速運轉階段採用無接點變頻控制；而當馬達加速運轉至最高階段時，控制電路能自動切換成經由繼電器接點直接供電通路的控制，巧妙的結合了無接點變頻馬達控制速的優點斷電器通路的優點於一體的馬達速度控制裝置；在低速、低載情況下以變頻控速達到提高有效電功效率的功能，而在高速、重載運轉時，能切換成直接送電達到無漏損的最高電功率運作功效的控制裝置。
以下結合附圖和具體實施方案對本實用新型做進一步的詳細說明。
圖1為本實用新型的馬達速度控制裝置圖。
圖2為本實用新型的馬達速度控制組件及動作示意圖。
如圖1所示，本實用新型由一紅外線發射器L3串接一電阻器R9組成的信號發生電路10及一感應控制調頻電路組20及一感應控制繼電路組30及一剎車斷電電路40及一直流馬達50組合而成。
其中感應控制調頻電路組20包括一由紅外線接受器L1感控的NPN電晶體Q1開關電路21，及一由光敏電阻R1、R2感控調頻的時鐘計時器電路22，及一處理以上兩者電路輸出信號的反及電路23；及由NPN達靈頓電晶體TA通路，及PNP達靈頓電晶體TB通路，及一連動切換開關J1、J2，及一低阻抗高瓦數電熱線R11組成的達靈頓通路的正反轉控制電路24組合而成。
其中該感應控制繼電器電路組30包括一由紅外線接受器L2感控的NPN電晶體Q2、Q3開關電路31；及一併聯保護二極體D1的繼電器R，及一受繼電器R切換動作的長閉接點NC電路32，及一連動切換開關J2、J3。
如圖2所示，本實用新型的信號發生電路10的紅外線發射器L3設在一搖臂60的前端61，以利用信號發生控制光敏電阻R1、R2及紅外線接受器L1、L2，而該搖臂末端62樞設於樞軸63上；此外，搖臂60上連設牽引線68以利外部的操控；而在該搖臂60的兩側適當處各設有左、右止擋64A、64B，以利正確規範有效的操作區間；而在搖臂60的上連接一復歸彈簧65，以便操控結束時，能自動復歸原位，以利重新啟動操作時可保證正確無誤。
本實用新型電路中的感應元件依紅外線接受器L1、光敏電阻R1、R2及紅外線接受器L2先後排序，與前述設於搖臂60前端61處的紅外線發射器L3間接布局而成。
如圖1-2所示，本實用新型結構精簡，易於安裝及操作使用便捷，使用者只需以操作傳統機(汽)車加油件的習慣方式，即可經由傳統牽引索68牽動搖臂60，而以樞軸63為軸心，帶動設在搖臂前端61的紅外線發射器L3位移發生信號。對間接處的紅外線接受器L1、光敏電阻R1、R2及紅外線接受器L2做開關控制及線性調頻控制。
在常態，搖臂60緊靠止擋64A，即紅外線發射器L3指向紅外線接受器L1。此時，當使用者開啟電源總開關時，紅外線發射器L3發出信號，而設在其正對面的紅外線接受器L1即接受信號並改變其電阻值。於是在NPN電晶體Q1集極與射極形成通路，電晶體Q1的集極端電壓位變成接地。因此在數字電路上的表示值為O。此一O值電信號在經由反向器1，在輸出端B轉換成1值電信號，連接於反及電路23，使反及電路23另一輸出端的信號均可呈反向輸出的控制狀態。而此時，光敏電阻電阻R1及R2以開啟時間T1=0.693(R1+R2)C1及開閉時間T2=0.693(R2)C1的關係，控制時鐘計時器電路22，產生脈衝頻率波輸出。而該光敏電阻R1及R2及電阻值與受光成反比變化。因此時鐘計時器電路22的輸出脈衝頻率隨紅外線發射器L3的位移及接近，而產生提高頻率輸出的變化。
當連動切換開關J1切在NPN達靈頓管TA通路端時，連動切換開關J2即切向VPP電源端。此時NPN達靈頓管電路TA在反向器2的輸出端E，受反及電路23輸出端D點信號的反向信號控制。即以變頻電壓積分的方式產生對NPN達靈頓管電路TA的閘控，使直流馬達50產生正轉及控速的操作而串接於直接馬達50及連動切換開關J1之間的低阻抗高瓦數電熱線R11，且為最廉價的達靈頓管電路TA過熱保護器。
如果此時使用者想要操作倒車，只需切換連動切換開關J1至PNP達靈頓管TB電路，而J2切至接地端GND。此時，直接由反及電路23輸出端D的信號對PNP達靈頓管TB電路閘控。因而直流馬達50供電轉向，於是直流馬達50亦隨之逆轉，即產生倒車動作。
當搖臂60操作至阻擋64B時，紅外線發射器L3則移向紅外線接受器L2。此時，感控NPN、Q2、Q3開關電路31使電晶體Q2作動呈通路。於是電晶體Q3基極端的電壓接地，電晶體Q3形成關閉狀，繼電器R恢復為未啟動的常態。因此繼電器常閉接點NC恢復通路狀態，因而將電路切換成繼電器長閉接點電路32，直接將直流馬達50的一端接地GND及連接切換開關J3。
所以此刻在電路上直流成達50是完全跳脫了感應控制調頻電路組20的控制。另一方面由於紅外線發射器L3與紅外線接受器L1兩者間跨距過大，因此紅外線接受器L1，此時切換NPN電晶體Q1成關閉狀，電路A點成1值，B點成O值，自動鎖死反及電路23的輸出值，使之無法再觸動達靈頓管電路TA及TB，而達到雙重保障的功效。而在電路切換成，感應控制繼電器電路組30控制時，由於以完全電源電壓直接供應直流馬達50使用，所以直流成達50可進行高速高載長期的運轉，而無浪費電功率的問題；亦無過熱故障，此時使用者若想操作倒車，只需切換運動切換開關J2及J3，使供應直流馬達的電位反向，即可產生倒車動作。
在直流馬達50運轉中，若欲剎車，使用者僅需操作切換馬達剎車開關S1，將剎車操作指示燈L導通點燈，而將NPN電晶體Q1、Q2的射極接地端開路中斷即可。因為造成NPN電晶體Q1射極接地中斷，即能使電路B點呈O值，自動鎖死反及電路23的輸出值，使之無法觸動達靈頓管電路TA、TB。而因為造成NPN電晶體Q2射極接地中斷，即能使NPN電晶體Q3常保通路，啟動繼電器R使繼電器長閉接點NC電路32恢復成長開的狀態。此時由於直流馬達完全跳出應感控制調頻電路組20及感應控制繼電器電路組30的控制，故形成直流馬達50完全斷電的狀態。此時直流馬達50本身停止繼續運轉，而其運轉殘餘的慣性作動部分，即可籍由傳統機械式制動結構使其同步剎停。
當使用者想終止使用時，僅需在操作剎車後再將電源總開關關閉即可。此時所有電路停止作動，而搖臂60亦籍復歸彈簧65的作用而得以回復依靠在止擋64A的起始位置，以利再次啟動的正確操作。
權利要求1.一種馬達速度控制裝置，其特徵在於它由信號發生電路的輸出信號接感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組，感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組輸入接剎車斷電電路，感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組輸出接直流馬達組成。
2.根據權利要求1所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的信號發生電路由紅外線發射器串接一電阻器組成。
3.根據權利要求1所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的感應控制調頻電路組由紅外線接受器L1輸出接電晶體Q1開關電路，及由光敏電阻R1、R2接調頻的時鐘計時器電路，開關電路和時鐘計時器電路輸出信號的反及電路以及達靈頓電路的正反轉控制電路組成。
4.根據權利要求3所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的達靈頓電路的正反轉控制電路由一NPN達靈頓電晶體TA通路，及一PNP達靈頓電晶體TB電路的輸出再接連動切換開關組成。
5.根據權利要求4所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的達靈頓通路的正反轉控制電路在連動切換開關及直流馬達之間串接低阻抗高瓦數電熱線。
6.根據權利要求3所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的時鐘計時器電路輸出脈衝頻率波信號的開啟時間關係式為T1=0.693(R1+R2)C1。
7.根據權利要求3所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的時鐘計時器電路輸出脈衝頻率波信號的關閉時間關係式為T2=0.693(R2)C1。
8.根據權利要求3所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的電晶體Q1開關電路基極輸入接在紅外線發射器經搖臂切移至終端阻擋位置所對應的紅外線接受器輸出端，電晶體Q1的集電極接反及電路。
9.根據權利要求1所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的感應控制繼電器電路組由紅外線接受器L2輸出接開關電路，開關電路輸出接繼電器，繼電器切換作動的長閉接點NC接連動切換開關組成。
10.根據權利要求9所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的開關電路電晶體Q2的基極接紅外線接受器L2，電晶體Q2的集電極接電晶體Q3的基極組成。
11.根據權利要求9所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的繼電器上並聯保護二極體。
12.根據權利要求9所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的連動切換開關直接接切換直流馬達的電源正負極。
13.根據權利要求1所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的剎車斷電電路由一端接地的剎車斷電開關，剎車操作指示燈切換控制端，再並接電晶體Q1、Q2射極組成。
14.根據權利要求6所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的低阻抗高瓦數電熱線電阻值為1，瓦數為1000瓦-3000瓦之間。
15.根據權利要求1所述的馬達速度控制裝置，其特徵在於所述的電路感應元件依序為紅外線接受器L1、光敏電阻R1、R2以及紅外線接受器L2排列，與設在搖臂頂端的紅外線發射器間接。
專利摘要一種馬達速度控制裝置,它由紅外線發射器串接一電阻器組成的信號發生電路的輸出信號接感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組,感應控制調頻電路組以及感應控制繼電路組輸入接剎車斷電電路,感應控制調頻電路組以及感應控制繼電器組輸出接直流馬達組成。感應控制調頻電路組由紅外線接受器L1輸出接電晶體Q1開關電路,及由光敏電阻R1、R2接調頻的時鐘計時器電路,開關電路和時鐘計時器電路輸出信號的反及電路以及達靈頓電路的正反轉控制電路組成。本實用新型的結構精簡,使用安裝及操作便捷,不浪費電力,可經久使用,而不易耗損。
文檔編號G05D13/00GK2345997SQ9820408
公開日1999年10月27日 申請日期1998年4月30日 優先權日1998年4月30日
發明者阮志成 申請人:阮志成