专利名称：基于pwm技术的埋弧焊送丝电机正反转控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机控制电路，具体是指一种基于PWM技术的埋 弧焊送丝电机正反转控制电路。
背景技术：
埋弧自动焊接作为一种传统的焊接方式，其送丝电机的控制电路多种多
样，大致可以分为以下几类 一、基于触点的逻辑控制电路，即应用继电器 或继电器组构成直流伺服电机的方向切换电路。此种电路的特点是控制简单， 但由于触点的闭合一断开易在接触点打火，再加上环境问题，容易导致灰尘 过多而影响工作的可靠性。其控制逻辑分为两类， 一类为"硬"切换，即在 触点断开时，流经触点内部仍然有较大电流，依靠触点拉弧产生的间隙较大 将电弧拉断，此种方法经常容易导致继电器损坏，需要经常更换继电器；另 一类则为"软"切换，即在触点动作时，内部电流降为0 A，切换的大多数 情况是没有电流，但是由于工作过程中灰尘导致接触不好，仍然会出现打火 现象，因此故障率也比较高。
近年来，随着电子技术的发展，出现了较为成熟的控制技术，即第二类 的采用可控硅作为控制原件的控制电路。该电路利用可控硅换向的方式省去 了电机换向的触点，成为第一代无触点换向技术。该技术除具有无触点的特 点外，由于SCR (半导体控制整流器)器件还具有高耐压、大容量等优点， 因此使得故障率明显的降低。但是，其缺点为在低速时其性能不佳，加之是 采用正弦波控制，因此在普通的直流电机驱动中运用较多，不适合广泛推广。为了提高焊接性能，最近出现了第三类以PWM (脉宽调制技术)技术 为代表的驱动电路，并要求开关管可以关断，用来切换电机方向。由于普通
的SCR器件无法满足该要求，于是采用了 MOSFET (高压金属氧化物硅场 效应晶体管)管来代替。当采用PWM的H桥或半桥电路时，其技术性能优 异，但是由于电机及减速箱具有较大的惯性，其反电动势能较大，电路的可 靠性能较差。
发明内容
本实用新型的目的在于克服采用PWM技术时，送丝电机从正转到反转 过程中电机及减速箱具有较大的惯性、反电动势能较大及电路可靠性能较差 的缺陷，提供一种能够显著降低送丝电机从正转到反转过程中电机及减速箱 的惯性、反电动势能的基于PWM技术的埋弧焊送丝电机正反转控制电路。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现 一种自动埋弧焊送丝电机正 反转控制电路，主要由第一延时电路、第二延时电路、刹车逻辑控制电路及 输出电路组成，所述的第一延时电路的输入端与第二延时电路的输入端相连 接；第一延时电路及第二延时电路的输出端均分别与刹车逻辑控制电路的输 入端相连，输出电路的输入端与刹车逻辑控制电路的输出端相连接。
进一步的，所述第一延时电路由二极管D13、电阻R47、电阻R48及电 容C27组成，电容C27的一端与电阻R48相连，电容C27的另一端与电阻 R47的一端相连后接于二级管D13的P极，电阻R48的另一端与电阻R47 的另一端相连后接于二极管D13的N极，同时，电容C27与电阻R48的连 接点还直接接地；第二延时电路由二极管D14、电阻R58及电容C28组成， 电容C28的一端与电阻R58的一端相连后接于二极管D14的N极，电阻R58的另一端直接与二极管D14的P极相连，同时，电容C28的另一端直接接地； 二极管D14的P极与二极管D13的N极相连后形成输入端CT。
所述的刹车逻辑控制电路为非门IC5A的输入端与二极管D13的P极 相连，其输出端经非门IC5C、电阻R37、 二极管D17后与二极管D15的P 极相连，同时，二极管D17的输出端还与与非门IC5E的一个输入端相连； 非门IC5B的输入端与二极管D14的N极相连，其输出端与与非门IC5E的 另一个输入端相连；二极管D16的P极与二极管D14的P极相连，二极管 D16的N极与二极管D15的N极相连后与异或门IC5F的一个输入端相连； 与非门IC5E的输出端经非门IC5D后与异或门IC5F的另一个输入端相连， 异或门IC5F的输出端直接形成刹车逻辑控制电路的输出端QR;同时，非门 IC5C的输出端还直接引出形成刹车逻辑控制电路的输出端QF，非门IC5D 的输出端还直接引出形成刹车逻辑控制电路的输出端QS。
所述的输出电路由二极管D35、 二极管D34构成，二极管D34的P极直 接与输出端QR相连；二极管D35的P极直接与输出端QS相连，同时，二 极管D35的N极与二极管D34的N极相连后形成输出电路的输出端QR3。 同时，在二极管D17和与非门IC5E的连接点还设有第三延时电路，所述的 第三延时电路由电阻R49及电容C29组成，且电阻R49的一端及电容C29 的正极均与二极管D17的N极相连，电阻R49的另一端则直接与电容C29 的负极相连。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果 (1)本实用新型在送丝电机从正转(送丝)到反转(退丝)过程中加入 了一个刹车过程，有效地将电机及减速箱的惯性能量降低到零后再实现反转，从而有效的克服了传统送丝电机在从正转到反转过程中的直通故障；
(2)由于送丝电机反转(退丝)时的速度远远小于送丝电机正转(送丝) 时的速度，因此本实用新型在送丝电机从反转到正转的过程中取消了该刹车 过程，从而实现了小能量换向，有效的避免了电路故障。
图1为本实用新型的电路结构示意图； 图2为本实用新型运行时的波形图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实 用新型的实施方式不限于此。 实施例
如图1所示，二极管D13、电阻R47、电阻R48及电容C27—起组成了 本发明的第一延时电路，二极管D14、电阻R58及电容C28则一起组成了本 发明的第二延时电路。所述电容C27的一端与电阻R48相连，电容C27的另 一端与电阻R47的一端相连后接于二级管D13的P极，电阻R48的另一端 与电阻R47的另一端相连后接于二极管D13的N极，同时，电容C27与电 阻R48的连接点还直接接地。第二延时电路中的电容C28的一端与电阻R58 的一端相连后接于二极管D14的N极，电阻R58的另一端直接与二极管D14 的P极相连，同时，电容C28的另一端直接接地。二极管D14的P极与二极 管D13的N极相连后形成输入端CT。第一延时电路及第二延时电路的输出 端均与刹车逻辑控制电路相连后再与输出电路相连接。
所述的刹车逻辑控制电路根据输入端CT输入的信号产生相应的高电平或低电平，并经输出电路输出后控制送丝电机的正反转。而刹车逻辑控制电
路由四个非门、 一个与非门、 一个异或门、三个二极管D15和D16，以及一 个第三延时电路构成，其连接关系为非门IC5A的输入端与二极管D13的 P极相连，其输出端与非门IC5C的输入端相连。非门IC5C的输出端经电阻 R37后与二极管D17的P极相连接。而非门IC5C的输出端还直接引出形成 刹车逻辑控制电路的一个输出端QF (以下简称输出端QF)。 二极管D17的 N极还分别与二极管D15的P极以及与非门IC5E的一个输入端相连接。非 门IC5B的输入端与二极管D14的N极相连，其输出端直接同与非门IC5E 的另一个输入端相连接。二极管D16的P极与二极管D14的P极相连，二 极管Dl6的N极与二极管Dl5的N极相连后接于异或门IC5F的一个输入端。 与非门IC5E的输出端与非门IC5D的输入端相连，而非门IC5D的输出端则 与异或门IC5F的另一个输入端相连接。同时，非门IC5D的输出端还直接引 出形成刹车逻辑控制电路的另一个输出端QS (以下简称输出端QS)。
所述的第三延时电路由电解电容C29及电阻R49组成，电解电容C29 的正极及电阻R49的一端均与二极管D17的N极相连，而电解电容C29的 负极直接与电阻R49的另一端相连接。同时，电解电容C29的负极也接地。
所述的输出电路则由两只二极管D35和D34构成，二极管D34的P极 直接与异或门IC5F的输出端相连，同时该异或门IC5F的输出端还直接引出 形成刹车逻辑控制电路的第三个输出端QR (以下简称输出端QR)，而二极 管D35的P极则与非门IC5D的输出端相连接。同时，二极管D34和D35 的N极相连接后形成输出电路的输出端QR3 (以下简称输出端QR3)。
在实际的安装过程中，刹车逻辑控制电路的输出端和输出电路的输出端直接与现有的PWM控制的送丝电机电路相连即可。即，输出端QF分别与 电阻R14和电阻R59的一端相连，而输出端QR则直接与电阻R60的一端相 连，输出端QR3直接与电阻R13的一端相连接。
本实用新型控制过程中的波形如图2所示当输入端CT输入一个上升 沿信号时，二极管D13因反偏而截止，该上升沿信号经第一延时电路后立即 产生一个时间常数为22ms的延时时间AT，且输出端QF立即输出一个低电 平信号。在输入端CT输入上升沿信号的同时，二极管D14导通，该信号经 刹车逻辑控制电路和输出电路后分别从输出端QR、 QS和QR3输出一个低 电平，此时，送丝电机M处于停止状态。
经过22ms以后，即由第一延时电路产生的延时时间AT结束时，输入 端CT输入的上升沿信号经刹车逻辑控制电路中的非门IC5A和非门IC5C后 立即从输出端QF输出高电平。由于输出端QR3和输出端QR均为低电平， 使得与送丝电机M相连接的MOSFET管Q3和Q2关断；而此时的输出端 QF为高电平，从而使得与送丝电机M相连接的MOSFET管Ql和Q4导通， 则输入电压VE经MOSFET管Ql、送丝电机M及MOSFET管Q4后进入公 共端，从而使送丝电机M的电路导通，送丝电机M处于正转状态。
当输入端CT由上升沿信号变为下降沿信号时，二极管D13导通，该信 号经非门IC5A和非门IC5C后立即在输出端QF输出低电平。在输入端CT 由上升沿信号变为下降沿信号的同时，二极管D14因反偏而截止，该信号经 第二延时电路后立即产生一个时间常数为22ms的延时时间AT。同时，由电 阻R49和电容C29组成的第三延时电路也立即产生一个时间常数为0.7s的延 时时间At。由于此时的输出端QS、 QR3和QR继续处于低电平状态，因此，送丝电机M处于刹车状态。
经过22ms后，即由第二延时电路产生的延时时间AT结束时，输出端 QS、 QR3立即从低电平变为高电平。由于输出端QR此时还处于第三延时电 路所产生的延时时间At的时间内，因此输出端QR继续处于低电平状态。送 丝电机M继续处于刹车状态，并通过输出端QS继续释放能量。
经过0.7s后，即由第三延时电路产生的延时时间At结束时，输出端QR 立即由低电平变为高电平，此时送丝电机M的刹车过程结束。由于此时输出 端QR为高电平，输出端QR3为高电平，输出端QF为低电平，因此MOSFET 管Q2、 Q3处于导通状态，而MOSFET管Q1、 Q4则处于关断状态，输入电 压VE经MOSFET管Q2和Q3后与公共端相连接，从而使得送丝电机M进 入反转状态。
由于送丝电机M在从正转变为反转过程中，通过刹车过程将其能量释 放，因此能够有效的避免送丝电机M从正转到反转过程中的直通故障。由于 送丝电机M在正转状态时具有很大的惯性，而在反转状态时其惯性很小，因 此在从送丝电机M从反转变为正转时，就不需要经过刹车过程。
如上所述，便可较好的实现本实用新型。
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权利要求1、基于PWM技术的埋弧焊送丝电机正反转控制电路，其特征在于，主要由第一延时电路、第二延时电路、刹车逻辑控制电路及输出电路组成，所述的第一延时电路的输入端与第二延时电路的输入端相连接；第一延时电路及第二延时电路的输出端均分别与刹车逻辑控制电路的输入端相连，输出电路的输入端与刹车逻辑控制电路的输出端相连接。
2、 根据权利要求1所述的基于PWM技术的埋弧焊送丝电机正反转控制 电路，其特征在于，所述第一延时电路由二极管D13、电阻R47、电阻R48 及电容C27组成，电容C27的一端与电阻R48相连，电容C27的另一端与 电阻R47的一端相连后接于二级管D13的P极，电阻R48的另一端与电阻 R47的另一端相连后接于二极管D13的N极，同时，电容C27与电阻R48 的连接点还直接接地；第二延时电路由二极管D14、电阻R58及电容C28组 成，电容C28的一端与电阻R58的一端相连后接于二极管D14的N极，电 阻R58的另一端直接与二极管D14的P极相连，同时，电容C28的另一端 直接接地；二极管D14的P极与二极管D13的N极相连后形成输入端CT。
3、 根据权利要求2所述的基于PWM技术的埋弧焊送丝电机正反转控制 电路，其特征在于，所述的刹车逻辑控制电路为非门IC5A的输入端与二 极管D13的P极相连，其输出端经非门IC5C、电阻R37、 二极管D17后与 二极管D15的P极相连，同时，二极管D17的输出端还与与非门IC5E的一 个输入端相连；非门IC5B的输入端与二极管D14的N极相连，其输出端与 与非门IC5E的另一个输入端相连；二极管D16的P极与二极管D14的P极 相连，二极管D16的N极与二极管D15的N极相连后与异或门IC5F的一个 输入端相连；与非门IC5E的输出端经非门IC5D后与异或门IC5F的另一个输入端相连，异或门IC5F的输出端直接形成刹车逻辑控制电路的输出端QR; 同时，非门IC5C的输出端还直接引出形成刹车逻辑控制电路的输出端QF， 非门IC5D的输出端还直接引出形成刹车逻辑控制电路的输出端QS。
4、 根据权利要求3所述的基于PWM技术的埋弧焊送丝电机正反转控制 电路，其特征在于，所述的输出电路由二极管D35、 二极管D34构成，二极 管D34的P极直接与输出端QR相连；二极管D35的P极直接与输出端QS 相连，同时，二极管D35的N极与二极管D34的N极相连后形成输出电路 的输出端QR3。
5、 根据权利要求3所述的基于PWM技术的埋弧焊送丝电机正反转控制 电路，其特征在于，在二极管D17和与非门IC5E的连接点还设有第三延时 电路，所述的第三延时电路由电阻R49及电容C29组成，且电阻R49的一端 及电容C29的正极均与二极管D17的N极相连，电阻R49的另一端则直接 与电容C29的负极相连。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PWM技术的埋弧焊送丝电机正反转控制电路，其特征在于，主要由第一延时电路、第二延时电路、刹车逻辑控制电路及输出电路组成，所述的第一延时电路的输入端与第二延时电路的输入端相连接；第一延时电路及第二延时电路的输出端均分别与刹车逻辑控制电路的输入端相连，输出电路的输入端与刹车逻辑控制电路的输出端相连接。本实用新型在送丝电机从正转(送丝)到反转(退丝)过程中加入了一个刹车过程，有效地将电机及减速箱的惯性能量降低到零后再实现反转，从而有效的克服了传统送丝电机在从正转到反转过程中的直通故障。
文档编号H02P1/18GK201388178SQ20092007980
公开日2010年1月20日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者蔡立民 申请人:成都华远电器设备有限公司