一种电动机过载保护锁定电路的制作方法

1.本实用新型涉及电动机调速保护电路领域，特别涉及一种电动机过载保护锁定电路。


背景技术：

2.电动机调速电路即为芯片mp1810ad，芯片mp1810ad中内置过载保护重启模块，但在具体使用的过程中，无法应用到需要将过载保护锁定的应用领域，对于使用带来不便。
3.通常，芯片mp1810ad在触发过载保护之后，当引起过载的条件去除后电动机会自动重启，该功能能够方便在角磨机等需要自动重启的应用领域中使用；在另外一些应用领域过载保护之后通常需要对电动机进行锁定，不让电动机重启工作，例如电锯，避免操作人员将引起电动机过载保护的状态解除之后，电动机自动重启工作，对操作人员造成伤害。因此需要增加过载保护锁定线路，在过载保护后不让电动机自动重启工作，需要将引起过载保护的状态解除，并且操作人员重新将开关按键断开后再闭合才能启动电动机。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种电动机过载保护锁定电路，其优点是在电动机工作的过程中过载时锁定电动机，需操作人员通过设置的开关按键断开后再闭合才能控制电动机重新启动，提高人身安全。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种电动机过载保护锁定电路，包括芯片mp1810ad，通过监测交流电源的相位来输出控制信号；
7.与所述芯片mp1810ad连接的外接220v交流电源，用于给芯片mp1810ad提供交流电；
8.与所述芯片mp1810ad连接的电动机连接电路，通过芯片mp1810ad输出的控制信号控制电动机工作；连接在所述电动机连接电路处的开关k1，控制电动机m的工作状态；
9.与所述芯片mp1810ad连接的过载保护锁定线路，当过载后触发芯片mp1810ad的重启保护，将芯片mp1810ad锁定在重启保护状态；
10.与所述芯片mp1810ad连接的外围整流线路；
11.与所述芯片mp1810ad连接的电流采样电路，用于检测负载电流；
12.所述过载保护锁定线路由电阻r1，与所述电阻r1串联的电阻r2、并联在电阻r1两端的电容c1，连接在电阻r2另一端的稳压管dz，以及通过基极连接在电阻r1和电阻r2之间的三极管q1组成。
13.采用上述技术方案，通过芯片mp1810ad监测到的交流电源的相位输出控制信号、pin1电流采样信号以及pin3的电压信号对电动机的工作状态进行控制，芯片mp1810ad过载保护线路将对过载后电动机的工作状态实现控制，过载保护锁定线路将电动机维持在停止状态，通过开关k1的断开后再闭合来控制电动机连接电路中电动机m的工作状态，提高操作
人员的人身安全性。
14.本实用新型进一步设置：所述芯片mp1810ad设置十个连接引脚，分别为pin1、pin2、pin3、pin4、pin5、pin6、pin7、pin8、pin9、pin10，通过设置的十个连接引脚将芯片mp1810ad与外接电路连接，便于外接电路与芯片mp1810ad之间的连接使用。
15.采用上述技术方案，芯片mp1810ad设置的十个连接引脚能够便于芯片mp1810ad与外接电路的连接使用。
16.本实用新型进一步设置为：所述芯片mp1810ad包括设置的连接在pin7处的电源模块、用于产生内部工作电压；
17.所述芯片mp1810ad设置连接在pin8处的重启保护模块，用于在负载开关闭合状态下接通交流电源，电动机不工作；
18.所述芯片mp1810ad设置连接在pin9处的电压检测模块，用于检测220v电压过零点，提供给内部一个过零点同步信号；
19.所述芯片mp1810ad设置连接在pin5处的基准电压模块，用于向导通角控制模块和过载保护模块提供稳定的基准电压；
20.所述芯片mp1810ad设置连接在pin4处的过载保护模块，对外围阻容充电；
21.所述芯片mp1810ad设置连接在pin3处的导通角控制模块，通过改变电压来控制可控硅导通角的大小调整电动机的转速；
22.所述芯片mp1810ad设置连接在pin2处的相位控制单元模块，通过连接的外围电容c26充放电产生锯齿波，用于与pin3处的电压进行比较来控制可控硅导通角大小；
23.所述芯片mp1810ad设置连接在pin1处的电流检测模块，用于检测与芯片mp1810ad连接的负载电流；
24.所述芯片mp1810ad设置连接在pin6处的地线；
25.所述芯片mp1810ad设置连接在pin10处的触发脉冲输出端，通过可控硅触发脉冲输出引脚，触发可控硅导通。
26.采用上述技术方案，芯片mp1810ad内置的过载保护模块，通过pin4外部连接的电阻和电容设定，通过调整外部电阻的阻值调整过载阈值，实现了电阻值越大，过载保护阈值越低的情况，设置的重启保护模块能够实现芯片mp1810ad在异常上电时不会工作，保证操作人员的安全，在pin8处连接外围整流电路，保证重启保护后引脚电压的稳定，并且不会随交流电压变化而变化。
27.本实用新型进一步设置为：所述电流采样电路为连接在pin1端的电阻r16。
28.采用上述技术方案，与pin1端外接的电流采样电路设置阻值为20mω的电阻r16，对采样的负载电流进行检测。
29.本实用新型进一步设置为：所述外围整流线路包括电阻r70、电阻r80；与所述电阻r70连接的二极管d70，与所述二极管d70连接的电容c76；与所述电阻r80连接的二极管d80，所述二极管d80的另一端连接在pin8端，pin8还连接有电容c86及r86，用于重启保护。
30.采用上述技术方案，通过外围整流线路建立工作电压。
31.本实用新型进一步设置为：所述电动机连接电路包括电动机m，与所述电动机m连接的可控硅t1，连接在所述可控硅t1处的电阻r10。
32.采用上述技术方案，连接的电动机m在可控硅t1和电阻r10控制的电路中进行工
作。
33.本实用新型进一步设置为：所述电动机m的一端连接开关k1。
34.采用上述技术方案，通过设置的开关k1来控制电动机m的开合。
35.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
36.1. 通过引脚pin3的电压来控制电动机的转速，具体通过引脚pin3电压与跟随交流电源波形同步变化的相位基准电压作比较，相位基准电压通过恒流源对电容充放电形成的并与交流电源同步的锯齿波；
37.2. 在具体的使用过程中当引脚pin3电压与引脚pin2锯齿波电压相等时，可控硅导通，接着220v电压加至电动机上，同时引脚pin2被拉高，在220v电压过零点时，引脚pin2锯齿波重新放电。
附图说明
38.图1是本实施例的电路模块划分结构示意图；
39.图2是本实施例的电路连接结构示意图；
40.图3是电源模块电路分解结构示意图；
41.图4是重启保护模块电路分解结构示意图；
42.图5是相位检测与锯齿波发生电路分解结构示意图；
43.图6是电流检测与导通角控制电路分解结构示意图；
44.图7是过载保护与自动重启电路分解结构示意图；
45.图8是过载保护并锁定电路分解结构示意图。
具体实施方式
46.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
47.参见图1、图2，一种电动机过载保护锁定电路，包括芯片mp1810ad，通过监测交流电源的相位来输出控制信号，芯片mp1810ad设置十个连接引脚，分别为pin1、pin2、pin3、pin4、pin5、pin6、pin7、pin8、pin9、pin10，通过设置的十个连接引脚将芯片mp1810ad与外接电路连接，与芯片mp1810ad连接的电动机连接电路通过芯片mp1810ad输出的控制信号来控制电动机工作；在使用的过程中，芯片mp1810ad连接外接的220v交流电源，为电路提供交流电。
48.参见图2、图5、图6，相位控制单元模块分别与引脚pin2、引脚pin9、引脚pin10连接；在相位控制单元模块连接的外围电容c26充放电产生锯齿波，在相位控制单元内部设置电流源，使用的容值为10nf的外围电容c26充放电产生一个锯齿波，随后连接在引脚pin3处的导通角控制模块，将引脚pin3处的电压与锯齿波进行比较，当引脚pin3电压与引脚pin2电压相等后，引脚pin10产生一个脉冲，触发可控硅导通，驱动电动机转动。
49.参见图8，其中过载保护锁定线路中的电阻r2为75kω，电阻r1为51kω，稳压管dz为7.5v，电阻r1的两端并联有10μf的电容c1，电容c1的另一端与引脚pin6连接，电阻r1与电阻r2之间连接有三极管q1。
50.参见图2，此外在外围转速控制线路中设置阻值为50kω的可调电阻rw35，可调电阻rw35的一端连接到引脚pin5的基准电压vref处，还连接有22μf的电解电容c35，电解电容
c35与引脚pin3连接，可调电阻rw35的另一端连接有12kω的电阻r36，引脚pin3所在外围支线电路上连接有阻值为100kω的电阻r35和100nf的电容c36，同时，引脚pin5所在支线电路与引脚pin4支线电路连接，引脚pin5所在支线电路上连接有1μf的电解电容c56，引脚pin4所在支线上连接有阻值为470kω的电阻r45以及并联在电阻r45两端的10μf的电容c45。
51.参见图1、图2，引脚pin7与引脚pin8所在支线的外围整流线路连接有22k/2w的电阻r70，22μf的电解电容c76、型号为in4007的二极管d70和2mω的电阻r80，型号为in4007的二极管d80，1mω的电阻r86以及并联在电阻r86两端的100nf的电容c86。
52.同时，引脚pin2所在支线通过10nf的电容c26与地线连接，引脚pin6连接地线，引脚pin9通过阻值为330kω的电阻r90与交流电源连接，交流电源处设有负载开关k1，引脚pin10依次连接有阻值为180ω的电阻r10，双向触发可控硅t1，电动机m，电动机m的一端与电源端的负载开关k1连接，电动机m的另一端与引脚pin1所在支线上的阻值为20mω的电阻r16连接。
53.工作过程：
54.在负载开关k1闭合状态下接入220v电源，芯片mp1810ad启动重启保护，此时的电路不工作。
55.参见图2、图3，在负载开关k1未闭合状态下接入220v电源，电路正常启动，负载开关k1闭合后，建立工作电源，引脚pin2内部电流源对外接电容充放电形成锯齿波，引脚pin3电压与锯齿波进行比较，当引脚pin3电压与锯齿波相等时，引脚pin10输出触发脉冲，使可控硅导通，驱动电动机运转；引脚pin1检测负载电流，控制引脚pin4内部电流源对外围阻容充电，当vpin45大于过载保护阈值后启动过载保护，关断可控硅触发脉冲。
56.电动机转速的控制：
57.电动机的转速主要是通过引脚pin3的电压控制，将引脚pin3的电压和跟随交流电源波形同步变化的相位基准电压做比较，其中相位基准电压是由恒流源对电容充放电形成的并与交流电源同步的锯齿波；当两者相等时输出触发脉冲信号，以实现在每个交流电的正半周或负半周内始终只会有一个输出脉冲在指定相位处出现，触发晶闸管导通。
58.本实施例的工作过程及原理：
59.过载保护与自动重启：
60.芯片mp810ad内置了过载保护模块和自动重启模块；过载保护阈值通过电路引脚pin4外部连接的电阻r45和电容c45设定，通过调整外部电阻的阻值调整过载阈值，电阻值越大，过载保护阈值越低。
61.引脚pin4内部设有受控于负载电流的电流源对引脚pin4所在支线上的外围阻容充电，负载电流增大后，引脚pin4电压升高，当引脚pin4与引脚pin5之间的电压vpin45超过启控门限电压6.5v，过载保护启动，将转速控制端口引脚pin3电压拉低到-8.9v，引脚pin10触发脉冲输出关闭，负载电流降低，则无法维持引脚pin4电压，引脚pin4电压开始下降。
62.在引脚pin4电压vpin45下降到3.9v时，芯片mp1810ad重启，若引起过载保护的外部条件没有解除，芯片mp1810ad会再次进入过载保护，一直重复过载保护和重启的过程，直到过载状态解除或者关闭电源。
63.重启保护：
64.参考图2、图7，芯片mp1810ad内置特有的重启保护模块，与重启保护模块连接的引
脚pin7和引脚pin8外围线路使得整个系统在异常上电（即负载开关闭合状态下上电）时不工作，以此保护操作人员安全，引脚pin8为重启保护引脚，外围电路简单，重启保护引脚电压稳定，且不会随交流电压变化而变化。
65.具体的，引脚pin8外接电阻r86、电容c86、二极管d80、电阻r80，引脚pin7外接电容c76、二极管d70、电阻r70，引脚pin7内部电压的建立速度比引脚pin8快，重启时若负载开关k1在闭合状态，引脚pin7内部电压建立速度超过引脚pin8，芯片mp1810ad内部检测到后立刻关断输出，并一直维持保护状态。
66.过载保护锁定线路：
67.芯片mp1810ad触发过载保护后，会不断检测过载保护状态是否解除，一旦外部故障解除后会自动释放过载保护，电动机开始运转，然而一些产品要求过载保护后锁定电动机以保护人身安全。
68.参见图3、图4、图8，过载保护锁定实现的原理为当过载保护启动后，通过转速控制模块将引脚pin3电压拉低至-8.9v，引脚pin10可控硅触发脉冲输出关闭，引脚pin6为参考零电位gnd，此时引脚pin6与引脚pin3的电压差为8.9v，型号为2n5401的三极管q1开启后将引脚pin8的电位拉至系统参考零电位gnd，触发芯片mp1810ad的重启保护模块，将芯片mp1810ad锁定在重启保护状态。
69.增加过载保护锁定线路后，经过测试实验，过载保护后均可触发芯片mp1810ad的重启保护模块，将芯片mp1810ad锁定在重启保护状态，需要将引起过载保护的外在条件解除并通过操作人员重新将负载开关k1的断开后再闭合来控制电动机重新工作，达到了锁定电动机的设计目的。
70.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。