电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路的制作方法

本发明涉及绞磨机技术领域，特别涉及一种电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路。

背景技术：

绞磨机是一种架设空电缆地下分布线时必备的紧线、立杆等的施工用具，它能在各种复杂环境下顺利方便的架设导线起重、牵引或紧线，故广泛用于电力、邮电线路施工中组立杆塔、机动放线、紧线。

现有的绞磨机主要为机动绞磨机和直流绞磨机，机动绞磨机依靠柴油机、汽油机来提供动力，后经过变速箱变速来达到要求的转速，驱动滚筒轮达到紧线的目的，而直流绞磨机主要依靠直流电源为直流电机提供直流电。

现有的直流绞磨机的直流电机在工作过程中，需要能实时控制直流电机的正、反转、刹车且还需要对其进行过载保护。

技术实现要素：

本发明针对现有的直流绞磨机的直流电机需要能实时控制直流电机的正、反转且还需要对其进行过载保护的问题，提出了一种电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

本发明提供了一种电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路，包括：包括：H桥控制电路和电机过载保护电路，

所述H桥控制电路包括：三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、以及电阻R2，所述三极管Q1和所述三极管Q2均为P型MOS管，所述三极管Q3和所述三极管Q4均为N型MOS管，

所述三极管Q1的漏极分别与所述直流电机M的一端和所述三极管Q3的漏极电连接，所述三极管Q1的源极与外接电源电连接，所述三极管Q2的源极与 外接电源电连接，所述三极管Q2的漏极分别与所述电机M的另一端和所述三极管Q4的漏极电连接，所述电阻R1的一端与所述三极管Q3的栅极电连接且另一端分别与所述电机过载保护电路和所述三极管Q3的源极电连接，所述电阻R2的一端与所述三极管Q4的栅极电连接且另一端分别与所述电机过载保护电路和所述三极管Q4的源极电连接，

所述电机过载保护电路包括：检流放大器MAX4372-T、电阻R3、电容C1、电容C2、电阻R4、以及二极管D1，

所述检流放大器MAX4372-T的RS+端分别与所述电阻R3的一端和所述H桥控制电路电连接，所述电阻R3的另一端与所述检流放大器MAX4372-T的RS-端共地，所述检流放大器MAX4372-T的VCC端分别与所述电容C1的一端和外接电源电连接，所述电容C1的另一端接地，所述检流放大器MAX4372-T的OUT端分别与所述电阻R4的一端和所述二极管D1的负极电连接，所述电阻R4的另一端与所述电容C2的一端电连接，所述电容C2的另一端、所述二极管D1的正极、以及所述检流放大器MAX4372-T的GND端共地。

本发明上述的电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路中，所述电动绞磨机直流电机的供电系统包括：

主电源，用于为所述直流电机M提供电源；

从电源，用于为所述直流电机M提供备用电源；

电源切换电路，分别与所述主电源、所述从电源、以及所述直流电机M电连接，用于在检测到所述主电源的输出电压低于预设阀值时，将所述直流电机M的供电由所述主电源切换至所述从电源。

本发明上述的电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路中，所述电源切换电路包括：MOS开关管、隔离二极管、比较器、第一采样电阻、第二采样电阻、以及用于提供所述预设阀值电压的基准源，

所述主电源的正极分别与所述第一采样电阻的一端和所述隔离二极管的正极电连接，所述第一采样电阻的另一端分别与所述第二采样电阻的一端和所述比较器的同相输入端电连接，所述第二采样电阻的另一端、所述主电源的负极以及所述从电源的负极共地，所述比较器的反相输入端与所述基准源电连接，所述比较器的输出端与所述MOS开关管的栅极电连接，所述从电源的正极与所述MOS开关管的源极电连接，所述MOS开关管的漏极分别与所述隔离二极管 的负极和所述直流电机电连接。

本发明上述的电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路中，所述电源切换电路还包括：多个所述MOS开关管，每个所述MOS开关管的源极均与所述从电源的正极电连接，每个所述MOS开关管的漏极均与所述隔离二极管的负极电连接，每个所述MOS开关管的栅极均与所述比较器的输出端电连接。

本发明上述的电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路中，所述主电源和所述从电源均为可充电锂电池组。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路中设置H桥控制电路和电机过载保护电路，既可以控制直流电机的正、反转，又可以当直流电机通过的电流出现异常时，由电机过载保护电路来控制直流电机的运行状态，达到安全刹车的目的，该电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路结构简单、反应速度、能及时对直流电机进行控制，而且还能保障直流电机工作的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路的电路图；

图3是本发明实施例提供的一种供电系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电压切换电路的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本发明实施例提供了一种电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路，参见图1，包括：H桥控制电路1和电机过载保护电路2，

参见图2，H桥控制电路1包括：三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、以及电阻R2，三极管Q1和三极管Q2均为P型MOS管，三极管Q3和三极管Q4均为N型MOS管，

三极管Q1的漏极分别与直流电机M的一端和三极管Q3的漏极电连接，三极管Q1的源极与外接电源电连接，三极管Q2的源极与外接电源电连接，三极管Q2的漏极分别与电机M的另一端和三极管Q4的漏极电连接，电阻R1的一端与三极管Q3的栅极电连接且另一端分别与电机过载保护电路和三极管Q3的源极电连接，电阻R2的一端与三极管Q4的栅极电连接且另一端分别与电机过载保护电路和三极管Q4的源极电连接，

电机过载保护电2可以包括：检流放大器MAX4372-T、电阻R3、电容C1、电容C2、电阻R4、以及二极管D1，

检流放大器MAX4372-T的RS+端分别与电阻R3的一端和H桥控制电路1电连接，电阻R3的另一端与检流放大器MAX4372-T的RS-端共地，检流放大器MAX4372-T的VCC端分别与电容C1的一端和外接电源(例如：3.3V)电连接，电容C1的另一端接地，检流放大器MAX4372-T的OUT端分别与电阻R4的一端和二极管D1的负极电连接，电阻R4的另一端与电容C2的一端电连接，电容C2的另一端、二极管D1的正极、以及检流放大器MAX4372-T的GND端共地。

在本实施例中，在H桥控制电路工作时，三极管Q1和三极管Q4配合，直流电机M正向转动，三极管Q2和三极管Q3配合时，直流电机M反向转动。通过H桥控制电路来实时控制直流电机M的正、反转，可以加快直流电机M的响应速度。

在本实施例中，电机过载保护电2一旦检测到流经直流电机M的电流出现异常，则先发出预警，并提高采样速率，在进一步检测出电流异常时，则会控制直流电机M转速控制电路，使得直流电机M能安全刹车，达到保护直流电机M的效果。

具体地，参见图3，电动绞磨机直流电机的供电系统包括：

主电源11，用于为直流电机M提供电源。

从电源12，用于为直流电机M提供备用电源。

电源切换电路13，分别与主电源11、从电源12、以及直流电机M电连接，用于在检测到主电源11的输出电压低于预设阀值时，将直流电机M的供电由主电源11切换至从电源12。

在本实施例中，由于单一电源存在不稳定性，如果单一电源出现故障，有可能出现直流绞磨机突然停止工作，使得直流绞磨机起吊的物品停留在空中无法操作。为了提高供电系统的可靠性，保障直流绞磨机中直流电机M工作的稳定性，在供电系统1中采用主电源11和从电源12，其中，主电源11为直流绞磨机主要供电电源，支持直流绞磨机日常的供电需求；从电源12主要是为直流绞磨机提供备用电源，当主电源11出现问题(例如：突然停止供电)时，在电源切换电路13的控制下，为直流绞磨机提供电源。

具体地，参见图4，该电压切换电路13可以包括：MOS开关管131、隔离二极管132、比较器133、第一采样电阻134、第二采样电阻135、以及用于提供预设阀值电压的基准源136。

主电源11的正极分别与第一采样电阻134的一端和隔离二极管132的正极电连接，第一采样电阻134的另一端分别与第二采样电阻135的一端和比较器133的同相输入端电连接，第二采样电阻135的另一端、主电源11的负极以及从电源12的负极共地，比较器133的反相输入端与基准源136电连接，比较器133的输出端与MOS开关管131的栅极电连接，从电源12的正极与MOS开关管131的源极电连接，MOS开关管131的漏极与隔离二极管132的负极电连接。

在本实施例中，MOS开关管131源极和漏极之间在直流电机正常工作状态下是不导通的，当主电源11的输出电压低于预设阀值时，即比较器133同相输入端的输出电压低于反相输入端输出的电压时，比较器133的输出端输出控制信号至MOS开关管131的栅极，控制MOS开关管131源极和漏极之间导通，此时由从电源12为直流电机M供电。通过电源切换电路13的控制，保障了供电系统供电的稳定性，进而保障了直流绞磨机工作的稳定性。

进一步地，电源切换电路13还可以包括：多个MOS开关管131，每个MOS开关管131的源极均与从电源12的正极电连接，每个MOS开关管131的漏极均与隔离二极管132的负极电连接，每个MOS开关管131的栅极均与比较器133的输出端电连接。

在本实施例中，一个MOS开关管131可能无法提供直流绞磨机所需的大电流，增设多个MOS开关管131，可以由MOS开关管131分别承担一部分电流的输出，这样设计可以增加供电系统所能提供的功率，进而增大直流绞磨机的适用范围。

可选地，主电源11和从电源12均可以为可充电锂电池组。

在本实施例中，主电源11和从电源12均可以为可充电锂电池组，这样减小了供电系统1的体积、便于携带。

本发明实施例通过在电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路中设置H桥控制电路和电机过载保护电路，既可以控制直流电机的正、反转，又可以当直流电机通过的电流出现异常时，由电机过载保护电路来控制直流电机的运行状态，达到安全刹车的目的，该电动绞磨机直流电机正、反转及刹车电路结构简单、反应速度、能及时对直流电机进行控制，而且还能保障直流电机工作的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。