一種無刷直流電機制動電路及無刷直流電機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子制動電路技術領域，尤其涉及一種無刷直流電機制動電路及無刷直流電機。在本發(fā)明實施例中，無刷直流電機制動電路包括無刷直流電機的三相繞組、電機驅動器、開關、制動電阻R1和制動控制單元，電機驅動器和制動控制單元完全分離，當電機制動時，電流不會流經電機驅動器，因此不會造成對電機驅動器的損毀以及電機永磁體退磁的問題。
【專利說明】
一種無刷直流電機制動電路及無刷直流電機
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電子制動電路技術領域，尤其涉及一種無刷直流電機制動電路及無刷直流電機。
【背景技術】
[0002]在傳統(tǒng)的商用攪拌機中，電機通常采用交流感應電機或串激電機，所具有的問題是無法正/反轉運行和難以調速。無刷直流電機可以很好的解決傳統(tǒng)電機具有的問題。且無刷直流電機效率高、壽命長的特點也很契合當今節(jié)能環(huán)保的理念。
[0003]商用攪拌機一般帶有刀具，在緊急的情況下需要電機迅速制動，以防刀具對人體造成損傷。解決這個問題是無刷直流電機靈活應用于攪拌機的關鍵。
[0004]由于無刷直流電機一般具有相電感小、相電阻低的特點，若采用驅動器直接制動，電機會產生極大的感應電流，該電流既可能造成驅動器的損毀又可能造成電機永磁體退磁。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種無刷直流電機制動電路及無刷直流電機，旨在解決現在的電機制動電路會造成驅動器損毀以及電機永磁體退磁的問題。
[0006]本發(fā)明實施例是這樣實現的，一種無刷直流電機制動電路，包括無刷直流電機的三相繞組，所述無刷直流電機制動電路還包括:
[0007]分別與所述無刷直流電機的三相繞組連接的電機驅動器；
[0008]分別連接在所述電機驅動器與所述無刷直流電機的三相繞組之間的3個開關；
[0009]3個制動電阻Rl，所述3個制動電阻Rl的第一端分別接所述3個開關，所述3個制動電阻Rl的第二端共同連接；
[0010]分別與所述3個開關連接的制動控制單元。
[0011]上述結構中，所述3個開關分別采用3個繼電器RYl，所述每個繼電器RYl的開關動端分別接所述無刷直流電機的三相繞組，所述每個繼電器Rn的開關第一定端分別接所述3個制動電阻Rl的第一端，所述每個繼電器RYl的開關第二定端分別接所述電機驅動器。
[0012]上述結構中，所述制動控制單元包括:
[0013]3個制動控制支路、光耦U1、光耦U2、M0S管Q7、M0S管Q8，所述每個制動控制支路包括三極管Ql、三極管Q4、電阻R4、電阻R5、電阻R6和二極管Dl;
[0014]所述光耦Ul和光耦U2的發(fā)光二極管的陽極和陰極分別接制動信號端，所述光耦Ul的三極管的集電極分別通過所述電阻R6接所述每個制動控制支路的三極管Q4的基極，所述光耦Ul的三極管的集電極還分別接所述MOS管Q7和MOS管Q8的柵極，所述光耦UI的三極管的發(fā)射極接所述光耦U2的三極管的集電極，所述光耦U2的三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的源極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的漏極共同通過所述電阻R5接所述每個制動控制支路的三極管Ql的基極，所述三極管Q4的發(fā)射極接電源，所述三極管Q4的集電極通過所述電阻R4接所述二極管Dl的陰極，所述二極管Dl的陽極接所述三極管Ql的集電極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的陽極和陰極分別接所述3個繼電器RYl的線圈兩端。
[0015]在本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種無刷直流電機，所述無刷直流電機包括無刷直流電機的三相繞組，所述無刷直流電機制動電路還包括:
[0016]分別與所述無刷直流電機的三相繞組連接的電機驅動器；
[0017]分別連接在所述電機驅動器與所述無刷直流電機的三相繞組之間的3個開關；
[0018]3個制動電阻Rl，所述3個制動電阻Rl的第一端分別接所述3個開關，所述3個制動電阻Rl的第二端共同連接；
[0019]分別與所述3個開關連接的制動控制單元。
[0020]上述結構中，所述3個開關分別采用3個繼電器RYl，所述每個繼電器RYl的開關動端分別接所述無刷直流電機的三相繞組，所述每個繼電器Rn的開關第一定端分別接所述3個制動電阻Rl的第一端，所述每個繼電器RYl的開關第二定端分別接所述電機驅動器。
[0021 ] 上述結構中，所述制動控制單元包括:
[0022]3個制動控制支路、光耦U1、光耦U2、M0S管Q7、M0S管Q8，所述每個制動控制支路包括三極管Ql、三極管Q4、電阻R4、電阻R5、電阻R6和二極管Dl;
[0023]所述光耦Ul和光耦U2的發(fā)光二極管的陽極和陰極分別接制動信號端，所述光耦Ul的三極管的集電極分別通過所述電阻R6接所述每個制動控制支路的三極管Q4的基極，所述光耦Ul的三極管的集電極還分別接所述MOS管Q7和MOS管Q8的柵極，所述光耦UI的三極管的發(fā)射極接所述光耦U2的三極管的集電極，所述光耦U2的三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的源極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的漏極共同通過所述電阻R5接所述每個制動控制支路的三極管Ql的基極，所述三極管Q4的發(fā)射極接電源，所述三極管Q4的集電極通過所述電阻R4接所述二極管Dl的陰極，所述二極管Dl的陽極接所述三極管Ql的集電極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的陽極和陰極分別接所述3個繼電器RYl的線圈兩端。
[0024]在本發(fā)明實施例中，無刷直流電機制動電路包括無刷直流電機的三相繞組、電機驅動器、開關、制動電阻Rl和制動控制單元，電機驅動器和制動控制單元完全分離，當電機制動時，電流不會流經電機驅動器，因此不會造成對電機驅動器的損毀以及電機永磁體退磁的問題。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明實施例提供的無刷直流電機制動電路的模塊結構圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實施例提供的無刷直流電機制動電路的結構圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]圖1示出了本發(fā)明實施例提供的無刷直流電機制動電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分。
[0029]一種無刷直流電機制動電路，包括無刷直流電機的三相繞組I，所述無刷直流電機制動電路還包括:
[0030]分別與所述無刷直流電機的三相繞組I連接的電機驅動器2;
[0031]分別連接在所述電機驅動器與所述無刷直流電機的三相繞組之間的3個開關；
[0032]3個制動電阻Rl，所述3個制動電阻Rl的第一端分別接所述3個開關3，所述3個制動電阻Rl的第二端共同連接；
[0033]分別與所述3個開關連接的制動控制單元4。
[0034]圖2示出了本發(fā)明實施例提供的無刷直流電機制動電路的結構，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分。
[0035]作為本發(fā)明一實施例，所述3個開關3分別采用3個繼電器RYl，所述每個繼電器RYl的開關動端分別接所述無刷直流電機的三相繞組1，所述每個繼電器RYl的開關第一定端分別接所述3個制動電阻Rl的第一端，所述每個繼電器RYl的開關第二定端分別接所述電機驅動器2。
[0036]作為本發(fā)明一實施例，所述制動控制單元4包括:
[0037]3個制動控制支路41、光耦U1、光耦U2、M0S管Q7、M0S管Q8，所述每個制動控制支路41包括三極管Ql、三極管Q4、電阻R4、電阻R5、電阻R6和二極管Dl;
[0038]所述光耦Ul和光耦U2的發(fā)光二極管的陽極和陰極分別接制動信號端Jl，所述光耦Ul的三極管的集電極分別通過所述電阻R6接所述每個制動控制支路41的三極管Q4的基極，所述光耦Ul的三極管的集電極還分別接所述MOS管Q7和MOS管Q8的柵極，所述光耦Ul的三極管的發(fā)射極接所述光耦U2的三極管的集電極，所述光耦U2的三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的源極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的漏極共同通過所述電阻R5接所述每個制動控制支路41的三極管Ql的基極，所述三極管Q4的發(fā)射極接電源，所述三極管Q4的集電極通過所述電阻R4接所述二極管Dl的陰極，所述二極管Dl的陽極接所述三極管Ql的集電極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的陽極和陰極分別接所述3個繼電器RYl的線圈兩端。
[0039]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種無刷直流電機，所述無刷直流電機包括無刷直流電機的三相繞組I，所述無刷直流電機制動電路還包括:
[0040]分別與所述無刷直流電機的三相繞組I連接的電機驅動器2;
[0041]分別連接在所述電機驅動器與所述無刷直流電機的三相繞組之間的3個開關；
[0042]3個制動電阻Rl，所述3個制動電阻Rl的第一端分別接所述3個開關3，所述3個制動電阻Rl的第二端共同連接；
[0043]分別與所述3個開關連接的制動控制單元4。
[0044]圖2示出了本發(fā)明實施例提供的無刷直流電機制動電路的結構，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分。
[0045]作為本發(fā)明一實施例，所述3個開關3分別采用3個繼電器RYl，所述每個繼電器RYl的開關動端分別接所述無刷直流電機的三相繞組1，所述每個繼電器RYl的開關第一定端分別接所述3個制動電阻Rl的第一端，所述每個繼電器RYl的開關第二定端分別接所述電機驅動器2。
[0046]作為本發(fā)明一實施例，所述制動控制單元4包括:
[0047]3個制動控制支路41、光耦U1、光耦U2、M0S管Q7、M0S管Q8，所述每個制動控制支路41包括三極管Ql、三極管Q4、電阻R4、電阻R5、電阻R6和二極管Dl;
[0048]所述光耦Ul和光耦U2的發(fā)光二極管的陽極和陰極分別接制動信號端Jl，所述光耦Ul的三極管的集電極分別通過所述電阻R6接所述每個制動控制支路41的三極管Q4的基極，所述光耦Ul的三極管的集電極還分別接所述MOS管Q7和MOS管Q8的柵極，所述光耦Ul的三極管的發(fā)射極接所述光耦U2的三極管的集電極，所述光耦U2的三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的源極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的漏極共同通過所述電阻R5接所述每個制動控制支路41的三極管Ql的基極，所述三極管Q4的發(fā)射極接電源，所述三極管Q4的集電極通過所述電阻R4接所述二極管Dl的陰極，所述二極管Dl的陽極接所述三極管Ql的集電極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的陽極和陰極分別接所述3個繼電器RYl的線圈兩端。
[0049]無刷直流電機制動的基本原理是將電機繞組相互接通。由于無刷直流電機轉子上裝有永磁體，當電機慣性滑行時相繞組會產生感應電壓，在感應電壓的作用下，電機繞組內產生感應電流。電機繞組本身具有電阻，當繞組中有電流通過時，電機繞組會發(fā)熱。這樣將電機轉子機械能轉化為電機繞組熱能，進而實現制動。
[0050]對于高壓高速電機，額定電壓超過300V，繞組電阻一般低于I歐姆。這樣，在制動過程中繞組中會產生一個超過100A的瞬時感應電流，該電流不僅會燒毀電機相繞組，也會造成電機永磁體的退磁。
[0051]為此，本發(fā)明采用制動電阻Rl來控制制動峰值電流。如圖1所示，當電機制動時，無刷直流電機的三相繞組I各自串聯一個制動電阻Rl后再相互短接起來。這樣就可以根據電機的額定電壓選擇合適阻值的制動電阻Rl，進而將制動電流控制在合理范圍，確保電機永磁體不發(fā)生退磁。同時，由于制動電阻Rl的阻值遠大于電機相繞組電阻，制動時產生的能量大部分損耗在剎車電阻上進而保護電機相繞組不被燒毀。通過制動電阻Rl實現對電機制動時感應電流的控制。
[0052]考慮產品安規(guī)認證中有關可靠性的要求，即電路中任意單一元件損壞，不能影響制動性能。制動電路采取了冗余設計。即在每一個電氣回路上設置兩個元器件，防止因單一元器件失效而引起制動失效。
[0053]光耦U1、U2組成冗余對。如果節(jié)點C輸入低電平，即使其中任一光耦損壞，亦可保證節(jié)點A輸出高電平。
[0054]MOS管Q7、M0S管Q8組成冗余對。如果節(jié)點A為高電平，即使其中任一MOS管損壞，亦可保證節(jié)點B輸出低電平。
[0055]三極管Q1、三極管Q4組成冗余對。當電路的節(jié)點A輸出高電平同時節(jié)點B輸出低電平時，即使任一三極管損壞，亦可保證繼電器RYl繞組截止，這樣就可以保證電機繞組與制動電阻Rl接通。
[0056]其他制動控制支路41的工作原理一樣，這里不再贅述。
[0057]綜上，在制動信號給定時(節(jié)點C輸入低電平)，電路中任何單一元件的順壞都不會影響電機繞組與制動電阻的連通，同樣就不會影響電機的制動。
[0058]在本發(fā)明實施例中，無刷直流電機制動電路包括無刷直流電機的三相繞組、電機驅動器、開關、制動電阻Rl和制動控制單元，電機驅動器和制動控制單元完全分離，當電機制動時，電流不會流經電機驅動器，因此不會造成對電機驅動器的損毀以及電機永磁體退磁的問題。
[0059]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)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(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種無刷直流電機制動電路，包括無刷直流電機的三相繞組，其特征在于，所述無刷直流電機制動電路還包括: 分別與所述無刷直流電機的三相繞組連接的電機驅動器； 分別連接在所述電機驅動器與所述無刷直流電機的三相繞組之間的3個開關； 3個制動電阻Rl，所述3個制動電阻Rl的第一端分別接所述3個開關，所述3個制動電阻Rl的第二端共同連接； 分別與所述3個開關連接的制動控制單元。2.如權利要求1所述的無刷直流電機制動電路，其特征在于，所述3個開關分別采用3個繼電器RYl，所述每個繼電器RYl的開關動端分別接所述無刷直流電機的三相繞組，所述每個繼電器RYl的開關第一定端分別接所述3個制動電阻Rl的第一端，所述每個繼電器RYl的開關第二定端分別接所述電機驅動器。3.如權利要求2所述的無刷直流電機制動電路，其特征在于，所述制動控制單元包括: 3個制動控制支路、光耦U1、光耦U2、M0S管Q7、M0S管Q8，所述每個制動控制支路包括三極管Ql、三極管Q4、電阻R4、電阻R5、電阻R6和二極管Dl; 所述光耦Ul和光耦U2的發(fā)光二極管的陽極和陰極分別接制動信號端，所述光耦Ul的三極管的集電極分別通過所述電阻R6接所述每個制動控制支路的三極管Q4的基極，所述光耦UI的三極管的集電極還分別接所述MOS管Q7和MOS管Q8的柵極，所述光耦Ul的三極管的發(fā)射極接所述光耦U2的三極管的集電極，所述光耦U2的三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的源極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的漏極共同通過所述電阻R5接所述每個制動控制支路的三極管Ql的基極，所述三極管Q4的發(fā)射極接電源，所述三極管Q4的集電極通過所述電阻R4接所述二極管Dl的陰極，所述二極管Dl的陽極接所述三極管Ql的集電極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的陽極和陰極分別接所述3個繼電器RYl的線圈兩端。4.一種無刷直流電機，所述無刷直流電機包括無刷直流電機的三相繞組，其特征在于，所述無刷直流電機制動電路還包括: 分別與所述無刷直流電機的三相繞組連接的電機驅動器； 分別連接在所述電機驅動器與所述無刷直流電機的三相繞組之間的3個開關； 3個制動電阻Rl，所述3個制動電阻Rl的第一端分別接所述3個開關，所述3個制動電阻Rl的第二端共同連接； 分別與所述3個開關連接的制動控制單元。5.如權利要求4所述的無刷直流電機，其特征在于，所述3個開關分別采用3個繼電器RYl，所述每個繼電器RYl的開關動端分別接所述無刷直流電機的三相繞組，所述每個繼電器RYl的開關第一定端分別接所述3個制動電阻Rl的第一端，所述每個繼電器RYl的開關第二定端分別接所述電機驅動器。6.如權利要求5所述的無刷直流電機，其特征在于，所述制動控制單元包括: 3個制動控制支路、光耦U1、光耦U2、M0S管Q7、M0S管Q8，所述每個制動控制支路包括三極管Ql、三極管Q4、電阻R4、電阻R5、電阻R6和二極管Dl; 所述光耦Ul和光耦U2的發(fā)光二極管的陽極和陰極分別接制動信號端，所述光耦Ul的三極管的集電極分別通過所述電阻R6接所述每個制動控制支路的三極管Q4的基極，所述光耦UI的三極管的集電極還分別接所述MOS管Q7和MOS管Q8的柵極，所述光耦Ul的三極管的發(fā)射極接所述光耦U2的三極管的集電極，所述光耦U2的三極管的發(fā)射極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的源極接地，所述MOS管Q7和MOS管Q8的漏極共同通過所述電阻R5接所述每個制動控制支路的三極管Ql的基極，所述三極管Q4的發(fā)射極接電源，所述三極管Q4的集電極通過所述電阻R4接所述二極管Dl的陰極，所述二極管Dl的陽極接所述三極管Ql的集電極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的陽極和陰極分別接所述3個繼電器RYl的線圈兩端。
【文檔編號】H02P3/12GK106026789SQ201610613479
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】李延吉, 熊倩, 陳榮喜, 蔣立科
【申請人】捷和電機制品(深圳)有限公司