CN201178394Y - 一种直流电机控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种直流电机控制电路，包括MCU(1)以及连接到MCU(1)的电源(2)、复位电路(3)、晶振电路(4)，其特征在于，还包括与MCU(1)连接的过零检测电路(5)、电机转向电路(6)及电机调速电路(7)。本实用新型的优点在于：可靠地实现直流电机正、反向控制；通过调节可控硅的导通角，改变施加在直流电机上的有效直流电压值，从而可调节电机转速；实现简单，成本低廉，控制过程易实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电机控制电路，更具体地说，涉及一种可靠的直流电机转动换向和调速控制电路。
背景技术
在直流电动机中，用换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键性部件。直流电机的换向控制是直流电机控制的关键环节。通过改变电机转向，可实现机械装置的前、后，左、右相对位置的移动。而频繁转向势必增加电刷磨损，因此，如何可靠的实现此控制环节，对延长电机寿命有重要意义。另外，如何改变可控硅导通角，进行电机调速也是实现本电路实现的关键。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有上直流电机转动和调速的上述缺陷，提供一种可靠的直流电机转动换向和调速控制电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种直流电机控制电路，包括MCU以及连接到MCU的电源、复位电路、晶振电路，其特征在于，还包括与MCU连接的过零检测电路、电机转向电路及电机调速电路。
在本实用新型所述的直流电机控制电路中，所述电机转向电路包括双刀双置继电器RY1、控制三极管TR1、限流电阻R8及瞬态抑制二极管D2，双刀双置继电器RY1与限流电阻R8、控制三极管TR1串联，与瞬态抑制二极管D2并联。
在本实用新型所述的直流电机控制电路中，所述电机调速电路包括串联的双向光耦U1、双向可控硅SCR1及用于降低双向光耦U1误触发率的吸收回路。
在本实用新型所述的直流电机控制电路中，所述过零检测电路包括光耦U3、分压电阻R10、R11，所述光耦U3通过限流电阻R10、R11连接到交流电源。
实施本实用新型的直流电机控制电路，具有以下有益效果：
可靠地实现直流电机正、反向控制；通过调节可控硅的导通角，改变施加在直流电机上的有效直流电压值，从而可调节电机转速；实现简单，成本低廉，控制过程易实现。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型直流电机控制电路的硬件系统框图；
图2是本实用新型直流电机控制电路的电路原理图；
图3是本实用新型直流电机控制电路的控制流程图。
具体实施方式
本实用新型直流电机控制电路的目的是可靠地实现直流电机转向与调速控制。该直流电机控制电路实现简单，成本低廉，控制过程容易实现，可广泛应用于咖啡机酝酿机构、跑步机升降架以及类似各种运动控制系统中。
如图1所示，图中示出了本实用新型直流电机控制电路的硬件系统框图，包括MCU 1以及与MCU 1连接的电源2、复位电路3、晶振电路4、过零检测电路5、电机转向电路6、电机调速电路7。过零检测电路5产生方波过零信号，MCU 1通过检测过零信号，对电机转向电路6和电机调速电路7进行控制。
图2是本实用新型直流电机控制电路的电路原理图。图中示出了过零检测电路5、电机转向电路6、电机调速电路7及整流电路部分的原理图。
过零检测电路5包括光耦U3、分压电阻R10、R11，光耦U3通过限流电阻R10、R11连接到交流电源。220V交流信号从L、N的CN1-1、CN1-2接入，经过光耦U3，在MCU 1的P1.3输入口形成周期为10ms的方波信号。其中，MCU1的P1.3口设置为输入口或选择为外部中断口。
电机转向电路6包括双刀双置继电器RY1、控制三极管TR1、限流电阻R8及瞬态抑制二极管D2，双刀双置继电器RY1与限流电阻R8、控制三极管TR1串联，与瞬态抑制二极管D2并联。电机转向电路6通过MCU 1的P1.2口输出高、低电平，控制双刀双置继电器RY1，达到将直流电机极性输入转换的目的。MCU 1的P1.2口驱动三极管TR1的基极，R8为限流电阻，并联瞬态抑制二极管D2(型号为1N4148)用来抑制断电瞬间，线圈上产生的高压反峰电压。当三极管导通时，继电器线圈得电，触点吸合，接通负载电机。
电机调速电路7包括双向光耦U1、双向可控硅SCR1、吸收回路8。吸收回路8包括电容C1及电阻R2、R3、R4、R5。因为可控硅主控回路在强电电路中，电压较高，电流较大，所以应与弱电回路分开。光耦U1用于将控制信号与可控硅触发电路进行隔离。整流桥U2的直流输出受到MCU 1的P1.1口的控制，利用P1.1口，通过光耦U1控制可控硅交流导通角，达到斩波调速的目的。如图2所示，P1.1口驱动光耦U1导通，图中C1及R2、R3、R4、R5为RC吸收回路，可降低双向光耦U1的误触发率。另外，由于电机为感性负载，其负载电流和电压不同相，所以电压变化率就升高，容易引起可控硅误触发，在电路中加RC阻容吸收环节(R6、R7、C2)以减小电压的变化率。压敏电阻ZNR1可抑制瞬间高压干扰。
当电源上电后，交流电源经过双向光耦U3产生方波过零信号。MCU 1通过检测过零信号，控制可控硅SCR1的导通，交流电压加在整流桥U2输入端，整流桥U2的直流输出由双刀双置继电器RY1控制。当P1.2口输出高电平时，三极管TR1导通，继电器双刀置于接整流桥U2直流的正、负端，直流电机输入正负电极；反之，当P1.2口输出低电平时，三极管TR1截止，继电器双刀置于负、正端，直流电机接入反向。直流电机的速度是由加在其上的电压有效值决定的，因此，通过P1.1口输出高低电平，控制可控硅SCR1导通角，从而改变直流电机上的电压有效值，达到控制电机速度的效果。
图3是本实用新型直流电机控制电路的控制流程图。在步骤302，检测是否需要改变方向，如果需要，转到步骤304，如果不需要，则跳到步骤306。在步骤304，选择继电器开/合。在步骤306，检测是否有过零信号，如果有，转到步骤308，如果没有，则返回。在步骤308，改变导通角所需时间。在步骤310，驱动可控硅。在步骤312，检测是否需要调速，如果需要，转到步骤306，如果不需要，则返回。
本实用新型直流电机控制电路能可靠地实现直流电机正、反向控制。通过调节可控硅的导通角，改变施加在直流电机上的有效直流电压值，从而可调节电机转速。本电路实现简单，成本低廉，控制过程易实现。
Claims (4)
1、一种直流电机控制电路，包括MCU(1)以及连接到MCU(1)的电源(2)、复位电路(3)、晶振电路(4)，其特征在于，还包括与MCU(1)连接的过零检测电路(5)、电机转向电路(6)及电机调速电路(7)。
2、根据权利要求1所述的直流电机控制电路，其特征在于，所述电机转向电路(6)包括双刀双置继电器RY1、控制三极管TR1、限流电阻R8及瞬态抑制二极管D2，双刀双置继电器RY1与限流电阻R8、控制三极管TR1串联，与瞬态抑制二极管D2并联。
3、根据权利要求1所述的直流电机控制电路，其特征在于，所述电机调速电路(7)包括串联的双向光耦U1、双向可控硅SCR1及用于降低双向光耦U1误触发率的吸收回路(8)。
4、根据权利要求1所述的直流电机控制电路，其特征在于，所述过零检测电路(5)包括光耦U3、分压电阻R10、R11，所述光耦U3通过限流电阻R10、R11连接到交流电源。
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