专利名称：装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机制造领域，特别是应用于金融机具产品上的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机。
背景技术：
以往的电机，由于没有安装稳压电源，电机在运转时出现不平稳的状况，影响设备的工作可靠性。尤其是应用在金融机具如点钞机上，由于电机运转不
平稳，从而影响点钞的精度；以往的电机，尤其是金融机具上的电机，由于电机转动后存在惯性，致使点钞机轴在需要停止运转时还继续转几圈，造成误动作，影响点钞机点鈔数量的精确度；另外，由于没有调速功能，点钞时不能按照纸币的具体情况调整点钞速度。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述缺陷，提供一种装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机。
本实用新型的技术方案是装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，包括电机轴l、轴承2、前机座3、屏蔽外罩4、屏蔽内罩5、机壳6、磁瓦7、转子8、换向器9、后盖IO、后机座ll、屏蔽后盖13，其特征是在所说的后盖IO与屏蔽后盖13之间的空间内安装有控制线路板12与开关稳压电源板15;控制线路板12上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器。
所说的开关稳压电源板15上安装有包括整流电路、滤波电路、变压电路、开关电路、反馈电路、半波控制电路、马达控制电路、控制信号电路、输出直流电压电路；所说的整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与变压电路的输入端连接，变压电路的输出端与输出直流电压电路输入端连接，反馈和开关电路一端与变压电路的接地端连接， 一端与输出直流电压正5V端连接，另一端与变压电路中的稳压管U4连接，又通过电解电容器与
滤波电路两电解电容器的共同端连接，半波控制电路一端与交流电源输入端连接，另一端与输出直流电压端l 2V连接；马达控制电路一端与输出直流电压端正l 2V连接， 一端与直流电机连接，另一端通过电阻R9lK、 Rs3K与正5 V端连接，两电阻1191 K和Rg3 K中引出输出端与直流电机控制器接口C连接；所说的输出直流电压电路输出负5V、正5V与正1 2V电压。
所说的反馈和开关电路由稳压管、2个电阻及组合管PC817串并联电连接组成；所说的半波控制电路由组合管、二极管和2个电阻串并联组成；所说的马达控制电路由三极管、可控硅管和2个电阻串并联组成。
所说的启停刹车控制器，包括交流电源进线接口 Ji、电脑控制输入接口J3、
交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路；交流电源进线接口 Jt与交流电源进线保护电路输 入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接;
桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控制电
路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路输出 端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电机接 口 J2相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口 J3相连 接。
所说的桥式整流滤波电路通过电阻R,两端之一端与启动执行控制电路上的
三极管Ti相连，又与电阻R2、R3相连接，另一端与三极管T3、T4的发射极相连；
所说的启动执行控制电路上的三极管Ti又与起动/停止刹车控制电路上的电阻 Rs相连接，其上的三极管T3基极与电阻R6相连接，三极管T3、 T4的发射极与三
极管T5的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路上电阻Rs和电阻R9共
同端与停机刹车控制电路上的T2管相连接，电阻R9的另一端与T2管正极及电阻 R10相连，T5管发射极又与T2管负极及R10相连；所说的停机刹车控制电路T2 管输出两端通过电阻Ru与直流电机接口 J2相接；所说的电脑控制输入接口 J3
与电阻R8两端相连接入起动/停止刹车控制电路。
所说的调速启停刹车控制器，包括交流电源进线保护电路、桥式整流滤波 电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路、电机转速 调整控制接口 J4、光耦管DT6;交流电源进线接口 Jj与交流电源进线保护电路 输入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连 接；桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控 制电路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路 输出端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电 机接口 J2相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口 J3 相连接；调速电路输出与启动电路输入相连，另一端与电脑控制输入接口 J4相 连接。
所说的调速启停刹车控制器中的桥式整流滤波电路通过电阻Rt两端之一端 与启动执行控制电路上的三极管L相连，又与电阻R2、R3相连接，另一端与三极 管T3、 T4的发射极相连；所说的启动执行控制电路上的三极管L又与起动/停止 刹车控制电路上的电阻R5相连接，其上的三极管T3基极与电阻Re相连接，三极 管T3、 T4的发射极与三极管Ts的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路 上电阻Rs和电阻R9共同端与停机刹车控制电路上的T2管相连接，电阻&的另 一端与T2管正极及电阻R10相连，T5管发射极又与T2管负极及电阻R10相连； 所说的停机刹车控制电路T2管输出两端通过电阻Ru与直流电机接口 J2相接； 所说的电脑控制输入接口 Ja与电阻R8两端相连接入起动/停止刹车控制电路； 所说的调速电路由接口 J4、光耦管DT6、电阻RolK、电阻R^10K串并联组成， 调速电路输出端与启动电路输入端T1电连接。
本实用新型的优点是由于这是一种脉冲宽度调制控制开关稳压电源，该电 源的特点是高效、体积小、成本低，提供给点钞机过钞直流电机驱动控制电源，同时给点钞机提供半波整流电源；为点钞机的稳定工作及特殊要求，提供良好 的条件；由于安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器，对电机的启动停 止、运转、调速起到精确控制作用，完成电机在断电与停止转动的同时，立即 刹车不动，解决了电机的惯性转动问题及电机运转时转速控制问题。启动停止 可靠刹车力大，调速有效，电路设计简单，应用普通元器件成本低。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是开关稳压电源的电路方框图。
图3是开关稳压电源的电路原理图。
图4是启停刹车控制器电路原理图。
图5是调速启停刹车控制器电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明实施例。
参照图1， l-电机轴、2-轴承、3-前机座、4-屏蔽外罩、5屏蔽内罩、6-机壳、 7-磁瓦、8-转子、9-换向器、10-后盖、11-后机座、12-控制线路板、13-屏蔽后 盖、14-连接线、15-开关稳压电源。如图示，在后盖10与屏蔽后盖13之间的空 间内安装有开关稳压电源15，开关稳压电源15安装在线路板上。在控制线路 板12上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器。
参照图2，显示开关稳压电源的电路方框图。整个线路由整流电路、滤波 电路、变压电路、反馈和开关电路、半波控制电路、马达控制电路、控制信号 电路和输出直流电压电路组成。其工作原理是市电交流电源2 2 0 V，经桥式 整流再经直流滤波为直流高压，经脉宽调制为高频脉冲电压，工作频率为6 0 KHZ，也就是变压，再经取样反馈线性控制，受控脉宽调制完成稳压，对直 流电机驱动控制，再对电源进行半波交流电输出线性控制。
参照图3是开关稳压电源的电路原理图。图上标示了各电子元器件的型号 与规格。如图示，市电交流电2 2 0 V输入接口 J 1 ,经桥式整流电路整流， 输入滤波电路滤波，也就是整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波 电路的输出端与变压电路的输入端连接，变压电路的输出端与输出直流电压电 路输入端连接，反馈和开关电路一端与变压电路的接地端连接， 一端与输出直 流电压正5V端连接，另一端与变压电路中的稳压管U4连接，又通过电解电
容器与滤波电路两电解电容器的共同端连接，半波控制电路一端与交流电源输 入端连接，另一端与输出直流电压端1 2 V连接；马达控制电路一端与输出直 流电压端正l 2V连接， 一端与直流电机连接，另一端通过电阻R9IK、 Rg3 K与正5 V端连接，两电阻R9 1 K和Rg3 K中引出输出端与直流电机控制器接 口C连接；输出直流电压电路输出负5V、正5V与正1 2V电压。反馈和开 关电路由稳压管、2个电阻及组合管PC8 1 7串并联电连接组成；半波控制 电路由组合管、二极管和2个电阻串并联组成；所说的马达控制电路由三极管、 可控硅管和2个电阻串并联组成。输出直流电压电路输出三种电源 一是负5 V， 二是正5V，三是正l 2V电源提供给点钞机使用。本电源是脉冲宽度调制开关稳压电源，如用在金融机具产品的点钞机上又是过钞小电机驱动控制电 源，也是点钞机专用半波整流电源。
参照图4，启停刹车控制器包括交流电源进线接口 J,、电脑控制输入接口 J3，由交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹 车控制电路、起动/停止刹车控制电路组成，安装在印刷线路板上后，再安装在 电机机壳内。通过各电路的合理连接实现控制电机的启动、驱动、转动及停止 加刹车的整个过程。图2是启停刹车控制器电原理图。如图示，交流电源进线 接口 Ji与保护电路的输入端相连接，而交流电源进线保护电路的输出端与桥式 整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路的输出端通过电阻&两端之一 端与启动执行控制电路上输入端的三极管Ti相连又与电阻R2、R3相连接，而另一 端与三极管T3、T4的发射极相连。启动执行控制电路的输出端上三极管A与起动 /停止刹车控制电路输入端的电阻R5相连接，三极管T3基极与电阻R6相连接， 三极管T3、 T4的发射极与三极管T5的发射极相连接。起动/停止刹车控制电路输 出端电阻Rs和电阻R9共同端与停机刹车控制电路输入端的T2管相连接，电阻 R9另一端与T2正极及电阻R10相连,T5管发射极又与T2管负极及电阻RIO相连。
停机刹车控制电路的T2管输出两端通过电阻Ru与直流电机接口 J2相接。电脑
控制输入接口 J3与电阻Rs两端相连而接入起动/停止刹车控制电路的输出端。 电路中元器件配置如下YMPPT、 Dl-D4 1N007、 Cl 10Mf/250V， R1=R2=R4=R9=100K， R3=10K， R5=10Q/5W， R6-R10=20K， R7=1K， R8-10K， R11-100K，三极管T3、 1VT5为13001， T！ ZRF9640， T2ZRF640， D5TLP521。 此控制电路通过110V电源供电，通过起动/停止刹车控制电路实现启动和停止 的两状态互锁功能，即启动时不停止刹车，而刹车时停止启动，用74H00芯片 双稳态触发器实现对输入起动/停止刹车控制电路命令的锁定。此电路中RC是 调整两状态交换时间的延时作用，可控制起动和刹车之间交换的时间。
电路工作原理是控制电机的起动、驱动、转动及停止加刹车的整个控制过 程，要求电脑控制输入起动命令时，控制器能提供起动转动的命令，使电机正 常地转动；当接到电脑控制输入停止转动命令时，就发出停止转动命令，并在 电机停转的同时，提供即刻刹车的功能，完成电机在停止转动断电的同时立即 刹车使电机的转动无惯性，立即刹车不动。
参照图5，调速启停刹车控制器的电路包括交流电源进线接口 J,、直流电 机接口 J2、电脑控制输入接口 J3,由交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电 路、启动执行控制电路、停机刹车控制电路、起动/停止刹车控制电路、电机转 速调整控制接口J4、光耦管DT6组成，安装在印刷线路板上后，再安装在直流 电机壳体内。通过各电路的合理连接实现控制点钞机电机的启动、驱动、转动 及停止加刹车的整个过程。如图示，交流电源进线接口 Ji与保护电路的输入端 相连接，而交流电源进线保护电路的输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接; 桥式整流滤波电路的输出端通过电阻&两端之一端与启动执行控制电路上输入 端的三极管A相连又与电阻R2、 R3相连接，而另一端与三极管T3、 T4的发射极相 连。启动执行控制电路的输出端上三极管A与起动/停止刹车控制电路输入端的电阻Rs相连接，三极管T3基极与电阻R6相连接，三极管T3、T4的发射极与三极 管Ts的发射极相连接。起动/停止刹车控制电路输出端电阻Rs和电阻R9共同端 与停机刹车控制电路输入端的T2管相连接，电阻R9另一端与T2正极及电阻R10 相连，T5管发射极又与T2管负极及电阻R10相连。停机刹车控制电路的T2管输 出两端通过电阻R"与直流电机接口 J2相接。电脑控制输入接口 J3与电阻Rs两 端相连而接入起动/停止刹车控制电路的输出端。调速电路输出与启动电路输入 相连，另一输入端与电脑控制接口 J4相连接。
电路中元器件配置如下YMPPT、 Dl-D4 1N007、 Cl 10时/250V， R1=R2=R4=R9=200K, R3=10K， R5=20Q/10W， R6=R10=20K, R7=1K， R8=10K， R11-200K，R12-10K，R13-1K,三极管T3、T4、T5为13001，Ti FQZP40，T2IRF740， 光耦管DTsTLP521，光耦管DT6TLP521，调速控制接口包括J4、光耦管DT6、 电阻RulK、电阻R^10K元件。此控制电路通过220V电源供电，通过起动/停 止刹车控制电路实现启动和停止的两状态互锁功能，即启动时不停止刹车，而 刹车时停止启动，
电路工作原理是控制电机的起动、驱动、转动及停止加刹车的整个控制过 程，要求电脑控制输入起动命令时，控制器能提供起动转动的命令，使电机正 常地转动；在电机转动过程或期间，可通过电脑输入到J4及光耦管DT6元件 控制电机的速度，达到调制电机转速的目的。当接到电脑控制输入停止转动命 令时，就发出停止转动命令，并在电机停转的同时，提供即刻刹车的功能，完 成电机在停止转动断电的同时立即刹车使电机的转动无惯性，立即刹车不动。
权利要求1、装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，包括电机轴(1)、轴承(2)、前机座(3)、屏蔽外罩(4)、屏蔽内罩(5)、机壳(6)、磁瓦(7)、转子(8)、换向器(9)、后盖(10)、后机座(11)、屏蔽后盖(13)，其特征是在所说的后盖(10)与屏蔽后盖(13)之间的空间内安装有控制线路板(12)与开关稳压电源板(15)；控制线路板(12)上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器。
2、 根据权利要求1所说的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的开关稳压电源板(15)上安装有包括整流电路、滤波电路、变压电路、开关电路、反馈电路、半波控制电路、马达控制电路、控制信号电路、输出直流电压电路；所说的整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与变压电路的输入端连接，变压电路的输出端与输出直流电压电路输入端连接，反馈和开关电路一端与变压电路的接地端连接， 一端与输出直流电压正5V端连接，另一端与变压电路中的稳压管U4连接，又通过电解电容器与滤波电路两电解电容器的共同端连接，半波控制电路一端与交流电源输入端连接，另一端与输出直流电压端1 2 V连接；马达控制电，路一端与输出直流电压端正1 2 V连接， 一端与直流电机连接，另一端通过;电阻1191 K、 R 3 K与正5 V端连接，两电阻R9 1 K和3 K中引出输出端与直流电机控制器接口C连接；所说的输出直流电压电路输出负5V、正5 V与正l 2 V电压。
3、 根据权利要求2所说的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的反馈和开关电路由稳压管、2个电阻及组合管PC817串并联电连接组成；所说的半波控制电路由组合管、二极管和2个电阻串并联组成；所说的马达控制电路由三极管、可控硅管和2个电阻串并联组成。
4、 根据权利要求1所说的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的启停刹车控制器，包括交流电源进线接口 Ji、电脑控制输入接口J"交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路；交流电源进线接口 Ji与交流电源进线保护电路输入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控制电路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路输出端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电机接口 J2相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口 J3相连接。
5、 根据权利要求4所说的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的桥式整流滤波电路通过电阻&两端之一端与启动执行控制电路上的三极管T,相连，又与电阻R2、R3相连接，另一端与三极管T3、T4的发射极相连；所说的启动执行控制电路上的三极管T,又与起动/停止刹车控制电路上的电阻Rs相连接，其上的三极管T3基极与电阻R6相连接，三极管TVT4的发射极与三极管T5的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路上电阻Rs和电阻R9共同端与停机刹车控制电路上的T2管相连接，电阻&的另一端与T2管正极及电阻R10相连，T5管发射极又与T2管负极及R10相连；所说的停机刹车控制电路T2管输出两端通过电阻R 与直流电机接口 J2相接；所说的电脑控制输入接口 J3与电阻R8两端相连接入起动/停止刹车控制电路。
6、 根据权利要求1所说的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，其特征是所说的调速启停刹车控制器，包括交流电源进线保护电路、桥式整流滤波电路、启动执行控制电路、停机刹车电路、起动/停止刹车控制电路、电机转速调整控制接口 J4、光耦管DT6;交流电源进线接口 Ji与交流电源进线保护电路输入端相连接，交流电源进线保护电路输出端与桥式整流滤波电路输入端相连接；桥式整流滤波电路输出端与启动执行控制电路输入端相连接，启动执行控制电路输出端与起动/停止刹车控制电路输入端相连接；起动/停止刹车控制电路输出端与停机刹车控制电路输入端相连接，停机刹车控制电路输出端与直流电机接口 J2相连接；起动/停止刹车控制电路另一输出端与电脑控制输入接口 J3相连接；调速电路输出与启动电路输入相连，另一端与电脑控制输入接口 J4相连接。
7、 根据权利要求6所说的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机，其特征在于所说的调速启停刹车控制器中的桥式整流滤波电路通过电阻&两端之一端与启动执行控制电路上的三极管Ti相连，又与电阻R2、 R3相连接，另一端与三极管T3、T4的发射极相连；所说的启动执行控制电路上的三极管Ti又与起动/停止刹车控制电路上的电阻Rs相连接，其上的三极管T3基极与电阻R6相连接，三极管T3、T4的发射极与三极管T5的发射极相连接；所说的起动/停止刹车控制电路上电阻Rs和电阻R9共同端与停机刹车控制电路上的T2管相连接，电阻R9的另一端与T2管正极及电阻R10相连，T5管发射极又与T2管负极及电阻R10相连；所说的停机刹车控制电路T2管输出两端通过电阻Ru与直流电机接口 J2相接；所说的电脑控制输入接口 J3与电阻Rs两端相连接入起动/停止刹车控制电路；所说的调速电路由接口 J4、光耦管DT6、电阻R131K、电阻R1210K串并联组成，调速电路输出端与启动电路输入端Tl电连接。
专利摘要本实用新型涉及电机制造领域，特别是应用于金融机具产品上的装有控制器和开关稳压电源的控制伺服电机。其特征是在原有电机结构的基础上，在后盖与屏蔽后盖之间的空间内安装有控制线路板与开关稳压电源板；控制线路板上安装有启停刹车控制器与调速启停刹车控制器；开关稳压电源，其特点是高效、体积小、成本低，可提供给点钞机过钞直流电机作驱动控制电源，同时给点钞机提供半波整流电源；启停刹车控制器与调速启停刹车控制器，对电机的启动停止、运转、调速起到精确控制作用；完成电机在断电与停止转动的同时，立即刹车不动，解决了电机的惯性转动问题及电机运转时转速控制问题，启动停止可靠刹车力大，调速有效，电路设计简单，应用普通元器件成本低。
文档编号H02K5/04GK201312188SQ20082016633
公开日2009年9月16日 申请日期2008年10月18日 优先权日2008年10月18日
发明者管洪安 申请人:管洪安