[实用新型]一种直流控制的永磁同步电机短路制动装置

说明书

本发明公开了一种直流控制的永磁同步电机短路制动装置，包括蜗轮蜗杆减速机、永磁同步电机、电机短路模块、电机伺服模块、转速传感模块和微控制器，蜗轮蜗杆减速机的导程角小于当量摩擦角，微控制器的电机控制输出管脚与电机伺服模块的输入线路相连，电机伺服模块的输出与永磁同步电机的输入的各相相连；转速传感模块设置在永磁同步电机中，转速传感模块数据输出引脚与微控制器数据输入引脚相连，微控制器通过电机伺服模块，依据永磁同步电机转速控制永磁同步电机的转速；电机短路模块与永磁同步电机各相输入相连，电机短路模块的控制管脚与直流电源相连，电机短路模块具体为中功率继电器模块。本发明在保证工业快速门断电后安全性的同时，既降低了整体成本，也降低了制动噪音。

技术领域

本发明属于工业快速门控制系统，更具体地，涉及一种直流控制的永磁同步电机短路制动装置。

背景技术

电磁制动器是工业快速门、电梯、轮船、冶金、起重机械等机器中一个非常重要的部件。在工业快速门、工业门等应用领域电磁制动器主要提供了制动与断电、短路后制动保护作用。

电磁制动器一旦出现短路故障，极易造成电磁制动器或配套电路的永久性损伤；另外，电磁制动器一旦出现未接故障，也会因为工业快速门未得到及时制动造成的伤人安全事故或者工业快速门机机械和电器部件的冲击损伤。为了解决短路、断路等故障，本申请人提出了中国发明专利公开号为 CN110932231A的一种用于电磁制动器的驱动与保护一体化装置，以实现电磁制动器的驱动与保护一体化。但是受限于电磁刹车的固有特性及成本，采用电磁刹车作为主要制动部件的建闸门控制系统具有成本高、噪音大、结构复杂、控制逻辑电路复杂等技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种直流控制的永磁同步电机短路制动装置，其目的在于提供一种结构简单的低成本控制与保护一体的系统，以替换电磁制动器为核心的制动、保护装置，由此解决电磁刹车成本高、噪音大、结构复杂、控制逻辑电路复杂的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种直流控制的永磁同步电机短路制动装置，其包括蜗轮蜗杆减速机、永磁同步电机、电机短路模块、电机伺服模块、转速传感模块、微控制器；其中，蜗轮蜗杆减速机的输入轴与永磁同步电机的输出轴相连，蜗轮蜗杆减速机的蜗杆的导程角小于蜗杆蜗轮啮合轮齿间的当量摩擦角，使得蜗轮蜗杆减速机具备自锁特性；微控制器的电机控制输出管脚与电机伺服模块的输入线路相连，电机伺服模块的输出与永磁同步电机的输入的各相相连；转速传感模块设置在永磁同步电机中，转速传感模块数据输出引脚与微控制器数据输入引脚相连，微控制器通过电机伺服模块，依据永磁同步电机转速控制永磁同步电机的转速；电机短路模块与电机各相输入相连，电机短路模块的控制管脚与直流电源线路相连，当电机短路模块断电时，电机短路模块将永磁同步电机的各相输入短接，当电机短路模块通电时，电机短路模块使电机伺服模块的各相输出端口分别与永磁同步电机各相输入相连，电机短路模块具体为中功率继电器模块。对于永磁同步电机，拖动运转时可以视作发电机使用。将其三相输入线短接在一起，相当于发电机的输出电流短路，永磁同步电机线圈的短路电流产生的磁场与转子的磁场相互吸引，转子受该磁场对线圈的作用力产生阻碍绕组转动的力矩。此时永磁同步电机将难以再被拖动。蜗轮蜗杆减速机中当蜗杆导程角较小时，如单头蜗杆，在蜗杆停止滚动时，蜗轮给蜗杆一个反向滑力，不能使蜗杆反向滚动，这种现象叫涡轮蜗杆减速机的蜗杆自锁。当量摩擦角a＝arctan(f)实际就是把不同的摩擦形式最终转化成最普通的斜面滑块形式时对应的摩擦角。