專利名稱：電動執行機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動化控制機構，特別涉及一種采用串接制動式電動機的電動執行機構。
背景技術：
傳統的電動執行機構一般是采用單相電容運轉式制動電動機作為驅動電動機。目前的單相電容運轉式制動電動機有DKJ型制動電動機、反應式永磁同步電動機和電機繞組與電磁鐵線圈并聯供電的制動電動機，其中DKJ型制動電動機是采用杠桿式彈簧制動方式，該制動方式利用定子繞組的一部分與銜鐵產生電磁制動力，壓縮彈簧片和彈簧，使制動輪和制動盤工作，在這種工作狀況下，存在以下不足其一，制動力小，執行機構運行中常會出現過沖，引起振蕩；其二，制動器摩擦部分調節困難，摩擦盤運動不平衡，容易損壞，可靠性低。反應式永磁同步電動機的制動是利用定轉子之間吸引力，制動力矩小，在負載力矩較大時或執行機構輸出軸速度超過一定值時不能起制動作用；同時，由于結構上的原因，這種電動機輸出力矩小，不能滿足大力矩執行機構的要求。電機繞組與電磁鐵線圈并聯供電的制動電動機，制動部分裝在電動機端蓋和軸上，制動部分的電磁鐵線圈和電動機線圈采用并聯供電，當電動機功率較大，在斷電時，電容對制動部分的電磁鐵線圈的控制電路放電，造成制動部分延遲制動，使電動執行機構出現振蕩，要解決這種情況，需要增加隔離電路，造成電動執行機構控制復雜。
發明內容
本實用新型的目的是針對上述電動執行機構的不足之處，提供一種能解決上述問題的電動執行機構。
本實用新型的目的是這樣實現的連接調節信號輸入的控制器與輸出力矩的變速機構通過電動機連接，變速機構通過傳感器連接控制器。所述電動機的定子繞組與用于制動的繞組之間串聯一個全波整流橋電路，形成串接制動式電動機；傳感器為把變速機構輸出軸的機械變化成比例地轉化為電信號輸入到控制器參與執行機構的調節控制的位移傳感器。
由于采用了上述方案，本電動執行機構的連接調節信號輸入的控制器與輸出力矩的變速機構通過在定子繞組與用于制動的繞組之間串聯全波整流橋電路的串接制動式電動機連接，可利用通過電動機繞組的電流，經整流輸出直流電供給用于制動的繞組工作的同時，還能通過交流電保證電動機正常工作。由于通過全波整流橋電路將用于制動的繞組串接在電動機繞組回路中，對電動機的啟動和定位帶來如下優勢其一，保證了制動器與電動機運行的同步；其二，在驅動電動機斷電時，電容不會對用于制動的繞組的放電，不可能造成制動部分延遲制動，引起電動執行機構不能正常工作；其三，又因為一般電動機啟動電流較大，適當的利用一般電動機這個特點就能滿足用于制動的繞組的電磁鐵吸合時需要較大電流的要求；其四，因為其用于制動的繞組的電磁鐵線圈匝數相對較少，電磁鐵線圈電感小，工作時電磁鐵的機電時間常數小，有利于電動執行機構快速動作。變速機構通過位移傳感器連接控制器，該位移傳感器采用差動變壓器，能把變速機構輸出軸的機械變化成比例地轉化為電信號輸入到控制器參與執行機構的調節控制，同時還可把電信號送回到控制室，用于控制室的監控和管理。
本實用新型結構簡單，制動調節方便，反應速度快，能夠滿足系統自動化的控制要求。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的方框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2，連接調節信號輸入的控制器10與輸出力矩的變速機構通過定子繞組和用于制動的繞組13由全波整流橋電路12串聯的串接制動式電動機11連接。所述控制器10由單片機MCU、模/數轉換器A/D、存儲器E2PROM、用于閥位信號和控制菜單顯示的集成電路LCD、用于故障復位的集成電路WD、兩個交流開關K1和K2、數/模轉換器D/A、電壓/電流轉換電路V/A、報警輸出開關S1、開關量輸入開關S2組成，其中模/數轉換器A/D、存儲器E2PROM、用于閥位信號和控制菜單顯示的集成電路LCD、用于故障復位的集成電路WD、兩個交流開關K1和K2、數/模轉換器D/A、報警輸出開關S1、開關量輸入開關S2分別與單片機MCU對應連接，電壓/電流轉換電路V/A與數/模轉換器D/A連接。所述串接制動式電動機的定子繞組14的A、B兩個繞組的輸入端分別對應連接控制器10的兩個交流開關K1、K2，一個電容C并聯在兩個繞組的輸入端，兩個繞組的公共端與全波整流橋電路12的腳②連接，全波整流橋電路12的腳①、腳④對應連接用于制動的繞組13的兩端，該用于制動的繞組13為電磁鐵線圈，全波整流橋電路12的腳③連接中性線N。變速機構15通過把變速機構輸出軸的機械變化成比例地轉化為電信號輸入到控制器參與執行機構的調節控制的位移傳感器16連接控制器10，所述位移傳感器16采用差動變壓器，其一端連接變速機構15，另一端連接控制器10的模/數轉換器A/D。所述變速機構15采用零齒差減速傳動機構或浮動式行星減速傳動機構效果較好。
本實用新型工作時，由上位調節儀表將調節信號輸入至控制器10的模/數轉換器A/D，該模/數轉換器A/D采用MAX1247型號效果較好，采用其他型號也能實現其功能。調節信號經模/數轉換器A/D轉換后，在控制器10的單片機MCU內與閥位信號進行運算比較后，輸出相應的開關信號用于驅動伺服電動機11的正反轉動；該單片機MCU采用AT80C51型號效果較好，采用其他型號也能實現其功能。
當調節信號＞閥位信號時，單片機MCU驅動與其P1.0腳連接的交流開關K1動作，給串接制動式電動機11供電，此時，因為分相電容C的作用，電動機定子繞組14的B相繞組流過的電流超前于A相繞組接近于90°相位角，產生啟動和運行轉矩，電動機11正轉，帶動變速機構15輸出軸輸出力矩驅動閥門工作。在此時，輸出軸通過一個彈性連接部件，帶動位移傳感器動作，把機械運動轉換成與之成比例的電氣信號，通過模/數轉換器A/D轉換，輸送入單片機MCU進行比較控制。在該運動過程中，閥位信號增大，逐步接近調節信號，當閥位信號＝調節信號時，單片機MCU就關斷開關K1，電機停止運轉，輸出軸保持在該位置上。
當調節信號＜閥位信號閥位信號時，單片機MCU驅動與其P1.1腳連接的交流開關K2動作，給串接制動式電動機11的反轉繞組供電，此時，因為分相電容C的作用，電動機定子繞組14的A相繞組流過的電流超前于B相繞組接近于90°相位角，產生啟動和運行轉矩，電機11反轉，帶動變速機構15輸出軸輸出力矩驅動閥門工作。在此時，輸出軸通過一個彈性連接部件，帶動位移傳感器動作，把機械運動轉換成與之成比例的電氣信號，通過模/數轉換器A/D轉換，輸送入單片機MCU進行比較控制。在該運動過程中，閥位信號減小，逐步接近調節信號，當閥位信號＝調節信號時，單片機MCU就關斷開關K2，電機停止運轉，輸出軸保持在該位置上。
控制器有自動及手動兩種工況在自動工況，輸出軸的位移由調節輸入信號控制，實時跟蹤調節信號。在手動工況，輸出軸的位移由手動操作按鍵開關控制開關量輸入。
權利要求1.一種電動執行機構，連接調節信號輸入的控制器與輸出力矩的變速機構通過電動機連接，變速機構通過傳感器連接控制器，其特征在于所述電動機的定子繞組(14)與用于制動的繞組(13)之間串聯一個全波整流橋電路(12)，形成串接制動式電動機(11)；傳感器為把變速機構(15)輸出軸的機械變化成比例地轉化為電信號輸入到控制器(10)參與執行機構的調節控制的位移傳感器(16)。
2.根據權利要求1所述的電動執行機構，其特征在于所述串接制動式電動機的定子繞組(14)的A、B兩個繞組的輸入端分別對應連接控制器(10)的交流開關(K1、K2)，一個電容(C)并聯在兩個繞組的輸入端，兩個繞組的公共端與全波整流橋電路(12)的腳②連接，全波整流橋電路的腳①、腳④對應連接用于制動的繞組(13)兩端，全波整流橋電路的腳③連接中性線。
3.根據權利要求1所述的電動執行機構，其特征在于所述用于制動的繞組(13)為電磁鐵線圈。
4.根據權利要求1所述的電動執行機構，其特征在于所述位移傳感器(16)采用差動變壓器。
專利摘要本實用新型公開了一種電動執行機構，連接調節信號輸入的控制器與輸出力矩的變速機構通過電動機連接，變速機構通過傳感器連接控制器。所述電動機的定子繞組與用于制動的繞組之間串聯一個全波整流橋電路，形成串接制動式電動機；傳感器為把變速機構輸出軸的機械變化成比例地轉化為電信號輸入到控制器參與執行機構的調節控制的位移傳感器。本實用新型結構簡單，制動調節方便，反應速度快，能夠滿足系統自動化的控制要求。
文檔編號H02P3/24GK2852219SQ200520009939
公開日2006年12月27日 申請日期2005年9月12日 優先權日2005年9月12日
發明者游軍, 周振祥 申請人:重慶川儀總廠有限公司