電動(dòng)推桿-電動(dòng)推桿電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)原理-如何控制它的速度變化-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-03-11
在了解電動(dòng)推桿電機(jī)控制電路之前，我們來看看電動(dòng)推桿的一些基本知識(shí)。電動(dòng)推桿是一種將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電力驅(qū)動(dòng)裝置?？捎糜诟鞣N簡(jiǎn)單或復(fù)雜的工藝流程中做為執(zhí)行機(jī)械使用，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、集中控制或自動(dòng)控制。
多用于家用電器、廚具、醫(yī)療器械、汽車等行業(yè)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。
電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪或蝸輪蝸桿減速后，帶動(dòng)一對(duì)絲桿螺母。把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，利用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)完成推桿動(dòng)作。如通過各種杠桿、搖桿或連桿等機(jī)構(gòu)可完成轉(zhuǎn)動(dòng)、搖動(dòng)等復(fù)雜動(dòng)作。通過改變杠桿力臂長(zhǎng)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(jī)齒輪上的蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使蝸輪內(nèi)的小絲桿作軸向移動(dòng)，由連接板帶動(dòng)限位桿相應(yīng)作軸向移動(dòng)，至所需行程時(shí)，通過調(diào)節(jié)限位塊壓下行程開關(guān)斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)（正反控制相同）。
齒輪傳動(dòng)形式：電機(jī)通過減速齒輪后帶動(dòng)安裝于內(nèi)管的小絲桿，帶動(dòng)與之連接一起的做軸向運(yùn)行螺母，至所設(shè)定的行程時(shí)螺母觸角壓住限位開關(guān)斷開電源，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)（反向與之相同）。
電動(dòng)推桿是一種位移執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是一種 位置控制機(jī)構(gòu)。工作時(shí)，通過對(duì)推桿行程的控制，使其按一定的位移速度和方向?qū)崿F(xiàn)風(fēng)門的開啟和閉合動(dòng)作 （又稱風(fēng)門電機(jī)）；在推桿行程極限處，要求停機(jī)并保持 位置；在推桿行程中發(fā)出行程的位置信號(hào)，再與主控中心協(xié)調(diào)，以控制門的開關(guān)走向，從而達(dá)到調(diào)控局部單元系統(tǒng)溫度的目的。要求電動(dòng)推桿既能提供一定的負(fù)載能力，又能滿足要求的位移速度。
目前國(guó)內(nèi)有些單位正在研究，但在精度和自鎖性方面不能滿足用戶需求。國(guó)外也有類似產(chǎn)品，其負(fù)載能力可達(dá)150KG，電機(jī)具備反向傳動(dòng)自鎖性，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制作工藝有難度，代價(jià)較高昂。為此，參考國(guó)外樣機(jī)自行設(shè)計(jì)研制了具有高精度、低成本，滿足負(fù)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(jié)構(gòu)上解決自鎖功能，選用國(guó)產(chǎn)電機(jī)和電子器件，實(shí)現(xiàn)自主加工滿足用戶需求，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
電動(dòng)推桿外形結(jié)構(gòu)圖
電動(dòng)推桿的結(jié)構(gòu)分為控制裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)、發(fā)訊、限位裝置。根據(jù)國(guó)產(chǎn)電機(jī)情況，從機(jī)械方面彌補(bǔ)電機(jī)功能的不足。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保證運(yùn)動(dòng)的自鎖性，以滿足推桿帶負(fù)載停機(jī)定位的需要。發(fā)訊裝置采用先進(jìn)的電子技術(shù)，設(shè)置位置傳感器，獲得無磨損、高壽命、低功耗。電動(dòng)推桿的運(yùn)動(dòng)行程可以隨意調(diào)整。根據(jù)用戶要求及實(shí)際需要，將調(diào)整范圍設(shè)計(jì)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(diào)整傳感器的位置可以改變機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)行程。按用戶要求，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(yùn)動(dòng)位移，負(fù)荷沿軸向。因此，中間傳動(dòng)采用行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，徑向尺寸小、傳動(dòng)效率高；末端輸出采用梯形螺紋機(jī)構(gòu)，將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，獲得較大的軸向力、較高的傳動(dòng)效率；并保證機(jī)構(gòu)的自鎖性。
原風(fēng)門電動(dòng)機(jī)構(gòu)控制電動(dòng)推桿原理見圖２。按用戶要求和實(shí) 際需要所設(shè)計(jì)的方案電動(dòng)推桿原理簡(jiǎn)述如下。
（1）關(guān)閉風(fēng)門：關(guān)閉風(fēng)門信號(hào)輸入時(shí)，電機(jī)通電，帶動(dòng)機(jī)械推桿運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)做關(guān)門動(dòng)作。當(dāng)推桿退回到零位即關(guān)門到位時(shí)，K1斷開（打至下端），電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，關(guān)門到位指示燈亮。
（2）開啟風(fēng)門：開啟風(fēng)門信號(hào)輸入時(shí)，電機(jī)通電，帶動(dòng)機(jī) 械推桿運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)做開門動(dòng)作。當(dāng)推桿伸到行程最大處即開門到位時(shí)，K2斷開（打至下端），電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，開門到位指示燈亮。
（3）中間位置控制：推桿運(yùn)動(dòng)至中間位置時(shí)，中間位置指示燈亮。若無外控信號(hào)，推桿繼續(xù)前行，中間位置指示燈滅。若有外控信號(hào)，則K3斷開（打至下端），電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，中間位置指示燈保持亮。
原風(fēng)門電動(dòng)推桿原理圖
據(jù)此，電路設(shè)計(jì)方案如下圖。名詞及符號(hào)說明：關(guān)閉
電動(dòng)推桿控制電路圖
風(fēng)門———表示機(jī)電機(jī)構(gòu)活動(dòng)臂向收縮方向移動(dòng)，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。開啟風(fēng)門———表示機(jī)電機(jī)構(gòu)活動(dòng)臂向伸長(zhǎng)方向移動(dòng)，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)。電源為２７Ｖ，電流最大不超過２．５Ａ。圖中Ｊ１、Ｊ３、Ｊ５分別表示接反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)，中間位停止時(shí)的２７Ｖ電源電壓，Ｊ２、Ｊ４、Ｊ７分別表示到達(dá)相應(yīng)位置時(shí)指示燈的２７Ｖ電源電壓。Ｊ９對(duì)應(yīng)用戶端接地。ＭＯＴＯＲ代表電機(jī)，＋， －號(hào)代表其正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)。３結(jié)論 試驗(yàn)結(jié)果如圖４。試 驗(yàn)證明，該產(chǎn)品在最大電流不大于２．５Ａ的情況下，負(fù)載可達(dá)１５０ｋｇ，行 程為（０～８０）±1.5ｍｍ。
電動(dòng)推桿電機(jī)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(jù)推桿型號(hào)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(shù)據(jù)列表，其中還有速度和負(fù)載關(guān)系的曲線圖。
在一定范圍內(nèi)，負(fù)載固定的情況下，我們可以通過降低推桿的輸入電壓來降低推桿的運(yùn)行速度，如果輸入電壓減少達(dá)到極限值，將會(huì)限制電流到達(dá)推桿從而導(dǎo)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(nèi)運(yùn)行。
PWM與速度
脈沖寬度調(diào)整簡(jiǎn)稱PWM，通常用于控制速度。 帶有PCB的執(zhí)行器，通常不允許使用PWM，因?yàn)樗鼤?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(jī)，在通電時(shí)輸出恒定的扭矩。 由該扭矩產(chǎn)生的線速度將根據(jù)所施加的負(fù)載而有所變化。
大多數(shù)情況下，還包含一個(gè)詳細(xì)說明速度與負(fù)載關(guān)系的圖表。
然而，對(duì)于交流執(zhí)行器速度的控制，最好是選擇Thomson精密直線執(zhí)行器(電缸)系列。 PC系列和T系列執(zhí)行器(電缸)是不帶電機(jī)的。 您可以根據(jù)您個(gè)人的應(yīng)用要求選擇對(duì)應(yīng)的電機(jī)，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(qū)動(dòng)系統(tǒng)和三相交流電機(jī)的精密直線執(zhí)行器，它能夠?qū)崿F(xiàn)速度控制。
電動(dòng)推桿電機(jī)控制電路中會(huì)用到很多電子元器件，現(xiàn)在很多電子產(chǎn)品采用先進(jìn)的控制方法，結(jié)構(gòu)上解決自鎖功能，基本選用國(guó)產(chǎn)電機(jī)和電子器件，實(shí)現(xiàn)自主加工滿足用戶需求，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
KIA半導(dǎo)體是一家專業(yè)從事中、大、功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)、快速恢復(fù)二極管、三端穩(wěn)壓管開發(fā)設(shè)計(jì)，集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。
已經(jīng)擁有了獨(dú)立的研發(fā)中心，研發(fā)人員以來自韓國(guó)(臺(tái)灣)超一流團(tuán)隊(duì)，可以快速根據(jù)客戶應(yīng)用領(lǐng)域的個(gè)性來設(shè)計(jì)方案，同時(shí)引進(jìn)多臺(tái)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，業(yè)務(wù)含括功率器件的直流參數(shù)檢測(cè)、雪崩能量檢測(cè)、可靠性實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)分析、失效分析等領(lǐng)域。
強(qiáng)大的研發(fā)平臺(tái)，使得KIA在工藝制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)35項(xiàng)，并掌握多項(xiàng)場(chǎng)效應(yīng)管核心制造技術(shù)。自主研發(fā)已經(jīng)成為了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
從設(shè)計(jì)研發(fā)到制造再到倉(cāng)儲(chǔ)物流，KIA半導(dǎo)體真正實(shí)現(xiàn)了一體化的服務(wù)鏈，真正做到了服務(wù)細(xì)節(jié)全到位的品牌內(nèi)涵，我們致力于成為場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）功率器件領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，為了這個(gè)目標(biāo)，KIA半導(dǎo)體正在持續(xù)創(chuàng)新，永不止步！
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