電動(dòng)推桿-電動(dòng)推桿電機控制電路設計原理-如何控制它的速度變化-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-03-11
在了解電動(dòng)推桿電機控制電路之前，我們來(lái)看看電動(dòng)推桿的一些基本知識。電動(dòng)推桿是一種將電動(dòng)機的旋轉運動(dòng)轉變?yōu)橥茥U的直線(xiàn)往復運動(dòng)的電力驅動(dòng)裝置?？捎糜诟鞣N簡(jiǎn)單或復雜的工藝流程中做為執行機械使用，以實(shí)現遠距離控制、集中控制或自動(dòng)控制。
多用于家用電器、廚具、醫療器械、汽車(chē)等行業(yè)的運動(dòng)驅動(dòng)單元。
電動(dòng)機經(jīng)齒輪或蝸輪蝸桿減速后，帶動(dòng)一對絲桿螺母。把電機的旋轉運動(dòng)變成直線(xiàn)運動(dòng)，利用電動(dòng)機正反轉完成推桿動(dòng)作。如通過(guò)各種杠桿、搖桿或連桿等機構可完成轉動(dòng)、搖動(dòng)等復雜動(dòng)作。通過(guò)改變杠桿力臂長(cháng)度，可以增大或減小行程。行程控制裝置
蝸輪蝸桿傳動(dòng)形式：電機齒輪上的蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉動(dòng)，使蝸輪內的小絲桿作軸向移動(dòng)，由連接板帶動(dòng)限位桿相應作軸向移動(dòng)，至所需行程時(shí)，通過(guò)調節限位塊壓下行程開(kāi)關(guān)斷電，電動(dòng)機停止運轉（正反控制相同）。
齒輪傳動(dòng)形式：電機通過(guò)減速齒輪后帶動(dòng)安裝于內管的小絲桿，帶動(dòng)與之連接一起的做軸向運行螺母，至所設定的行程時(shí)螺母觸角壓住限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電源，電機停止運動(dòng)（反向與之相同）。
電動(dòng)推桿是一種位移執行機構，也是一種 位置控制機構。工作時(shí)，通過(guò)對推桿行程的控制，使其按一定的位移速度和方向實(shí)現風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟和閉合動(dòng)作 （又稱(chēng)風(fēng)門(mén)電機）；在推桿行程極限處，要求停機并保持 位置；在推桿行程中發(fā)出行程的位置信號，再與主控中心協(xié)調，以控制門(mén)的開(kāi)關(guān)走向，從而達到調控局部單元系統溫度的目的。要求電動(dòng)推桿既能提供一定的負載能力，又能滿(mǎn)足要求的位移速度。
目前國內有些單位正在研究，但在精度和自鎖性方面不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求。國外也有類(lèi)似產(chǎn)品，其負載能力可達150KG，電機具備反向傳動(dòng)自鎖性，但是結構較復雜，制作工藝有難度，代價(jià)較高昂。為此，參考國外樣機自行設計研制了具有高精度、低成本，滿(mǎn)足負荷和功能要求的新型電動(dòng)推桿：采用先進(jìn)的控制方法，結構上解決自鎖功能，選用國產(chǎn)電機和電子器件，實(shí)現自主加工滿(mǎn)足用戶(hù)需求，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
電動(dòng)推桿外形結構圖
電動(dòng)推桿的結構分為控制裝置、驅動(dòng)電機、傳動(dòng)機 構、發(fā)訊、限位裝置。根據國產(chǎn)電機情況，從機械方面彌補電機功能的不足。傳動(dòng)機構保證運動(dòng)的自鎖性，以滿(mǎn)足推桿帶負載停機定位的需要。發(fā)訊裝置采用先進(jìn)的電子技術(shù)，設置位置傳感器，獲得無(wú)磨損、高壽命、低功耗。電動(dòng)推桿的運動(dòng)行程可以隨意調整。根據用戶(hù)要求及實(shí)際需要，將調整范圍設計為：零位0~8mm；中位 ±5mm，最大位移50~80mm。
在發(fā)訊和限位裝置中，調整傳感器的位置可以改變機構的運動(dòng)行程。按用戶(hù)要求，推桿主體為圓柱體，徑向尺寸較小、 軸向尺寸大，工作時(shí)軸向伸縮獲得運動(dòng)位移，負荷沿軸向。因此，中間傳動(dòng)采用行星齒輪減速機構，徑向尺寸小、傳動(dòng)效率高；末端輸出采用梯形螺紋機構，將圓周運動(dòng)轉化為直線(xiàn)運動(dòng)，獲得較大的軸向力、較高的傳動(dòng)效率；并保證機構的自鎖性。
原風(fēng)門(mén)電動(dòng)機構控制電動(dòng)推桿原理見(jiàn)圖２。按用戶(hù)要求和實(shí) 際需要所設計的方案電動(dòng)推桿原理簡(jiǎn)述如下。
（1）關(guān)閉風(fēng)門(mén)：關(guān)閉風(fēng)門(mén)信號輸入時(shí)，電機通電，帶動(dòng)機械推桿運動(dòng)，機構做關(guān)門(mén)動(dòng)作。當推桿退回到零位即關(guān)門(mén)到位時(shí)，K1斷開(kāi)（打至下端），電機斷電停轉，關(guān)門(mén)到位指示燈亮。
（2）開(kāi)啟風(fēng)門(mén)：開(kāi)啟風(fēng)門(mén)信號輸入時(shí)，電機通電，帶動(dòng)機 械推桿運動(dòng)，機構做開(kāi)門(mén)動(dòng)作。當推桿伸到行程最大處即開(kāi)門(mén)到位時(shí)，K2斷開(kāi)（打至下端），電機斷電停轉，開(kāi)門(mén)到位指示燈亮。
（3）中間位置控制：推桿運動(dòng)至中間位置時(shí)，中間位置指示燈亮。若無(wú)外控信號，推桿繼續前行，中間位置指示燈滅。若有外控信號，則K3斷開(kāi)（打至下端），電機斷電停轉，中間位置指示燈保持亮。
原風(fēng)門(mén)電動(dòng)推桿原理圖
據此，電路設計方案如下圖。名詞及符號說(shuō)明：關(guān)閉
電動(dòng)推桿控制電路圖
風(fēng)門(mén)———表示機電機構活動(dòng)臂向收縮方向移動(dòng)，此時(shí)電機反轉。開(kāi)啟風(fēng)門(mén)———表示機電機構活動(dòng)臂向伸長(cháng)方向移動(dòng)，此時(shí)電機正轉。電源為２７Ｖ，電流最大不超過(guò)２．５Ａ。圖中Ｊ１、Ｊ３、Ｊ５分別表示接反轉，正轉，中間位停止時(shí)的２７Ｖ電源電壓，Ｊ２、Ｊ４、Ｊ７分別表示到達相應位置時(shí)指示燈的２７Ｖ電源電壓。Ｊ９對應用戶(hù)端接地。ＭＯＴＯＲ代表電機，＋， －號代表其正轉，反轉。３結論 試驗結果如圖４。試 驗證明，該產(chǎn)品在最大電流不大于２．５Ａ的情況下，負載可達１５０ｋｇ，行 程為（０～８０）±1.5ｍｍ。
電動(dòng)推桿電機控制電路最大速度和最小速度
電動(dòng)推桿的速度變化范圍依據推桿型號不同而有所變化，我們的產(chǎn)品目錄包含了每個(gè)推桿的數據列表，其中還有速度和負載關(guān)系的曲線(xiàn)圖。
在一定范圍內，負載固定的情況下，我們可以通過(guò)降低推桿的輸入電壓來(lái)降低推桿的運行速度，如果輸入電壓減少達到極限值，將會(huì )限制電流到達推桿從而導致推桿停止工作。大部分推桿都會(huì )在額定輸入電壓的+/-10%范圍內運行。
PWM與速度
脈沖寬度調整簡(jiǎn)稱(chēng)PWM，通常用于控制速度。 帶有PCB的執行器，通常不允許使用PWM，因為它會(huì )損壞電路板上的元件。
交流電動(dòng)推桿速度
一般電動(dòng)推桿使用單速電機，在通電時(shí)輸出恒定的扭矩。 由該扭矩產(chǎn)生的線(xiàn)速度將根據所施加的負載而有所變化。
大多數情況下，還包含一個(gè)詳細說(shuō)明速度與負載關(guān)系的圖表。
然而，對于交流執行器速度的控制，最好是選擇Thomson精密直線(xiàn)執行器(電缸)系列。 PC系列和T系列執行器(電缸)是不帶電機的。 您可以根據您個(gè)人的應用要求選擇對應的電機，包括速度控制。或者，您可以選擇ECT系列，ECT是帶有各種交流伺服驅動(dòng)系統和三相交流電機的精密直線(xiàn)執行器，它能夠實(shí)現速度控制。
電動(dòng)推桿電機控制電路中會(huì )用到很多電子元器件，現在很多電子產(chǎn)品采用先進(jìn)的控制方法，結構上解決自鎖功能，基本選用國產(chǎn)電機和電子器件，實(shí)現自主加工滿(mǎn)足用戶(hù)需求，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
KIA半導體是一家專(zhuān)業(yè)從事中、大、功率場(chǎng)效應管(MOSFET)、快速恢復二極管、三端穩壓管開(kāi)發(fā)設計，集研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。
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