专利名称：一种自动门有刷电机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子控制装置，具体涉及一种自动门有刷电机控制装置。
背景技术：
自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪以后，二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用自动门。到了 1962年，电气式已开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的应用领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，能源利用效率很低。伴随着电气控制的技术发展，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。经过最近5年的发展，无刷电机控制技术已经较为成熟，但有刷电机控制技术一直没有突破。在当前自动门技术飞速发展的今天，各种自动门应运而生，其中也不乏成熟的产品，比如中国专·利200920010457. 5，就详细介绍了自动门控制系统，该专利采用的主控电路采用单片机、CPLD、驱动芯片和控制程序等主要组成部分，该产品有效提高了自动门的综合性能，但抗干扰性差，结构复杂，难以维修，响应慢，稳定性还没有达到要求，不能精确停位。且该专利只能应用于推拉门，不能应用于平移门。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种自动门有刷电机控制装置，这种自动门控制装置抗干扰能力强，系统稳定性高，能精确停位，适用于各种场合的门控系统，可以长久稳定运行，可靠性高，工作寿命长。为达到上述目的，本实用新型一种自动门有刷电机控制装置，包括固定编码器电路的编码器外壳体、控制器箱体、电机以及变压器，在编码器外壳体内固定有编码器电路，在控制器箱体内固定有控制器总电路，控制器总电路包括信号接收电路、信号处理电路、信号传输电路、电机驱动电路、过流保护电路、模拟电路的电源电路、数字电路的电源电路，其特征是所述编码器外壳体固定在电机的尾端，固定在编码器外壳体内的编码器电路与控制器总电路中的信号接收电路连接；所述控制器总电路还包括光耦集成电路、抗干扰电路、噪声抑制电路；信号接收电路与信号传输电路由信号处理电路直接连接，在信号传输电路与电机驱动电路之间通过光耦集成电路进行光电隔离，过流保护电路与电机驱动电路之间通过取向电阻Rl I和Rl 11连接；所述噪声抑制电路通过变压器分别与模拟电路的电源电路和数字电路的电源电路连接；所述编码器电路是由光电编码集成电路GP1A30R、电容Cl和电阻Rl组成；GP1A30R的I脚接5脚后接5V，2脚接电阻Rl后接4脚，4脚接地，电容Cl跨接在4脚和5脚上；所述光耦集成电路是由光耦U5、光耦U7、电阻R18、电阻R31、电阻R32、电容C12、稳压二极管ZDl组成；R31和R32分别串接在U5和U7的引脚2上，U5和U7的5脚接模拟地，U5和U7的7、8脚连接后接R18、C12、ZDl阴极，C12和ZDl阳极接模拟地；所述噪声抑制电路是由电容C19、C20、C21、C22、保险丝F1、压敏电阻ZNRl和共模电感L4组成；电容C22并接在共模电感L4输入两端，C19串接C20后并接在L4输出端，ZNRl、C21和1^4并接，？1一端和021、020、2殿1、1^4的公共端连接后输出；所述抗干扰电路是由电感LI、电感L2、电容C23、电容C24、电容C25、无极性二极管Dj、电阻Rj组成；电容C23并接在LI和L2两端，C24接LI后到模拟地，C25连接L2后到模拟地，Rj串接Dj后并接在C23两端。在上述技术方案中，变压器将AC220V市网电压降为AC32V和AC8V. AC32通过整流成DC36V直接驱动电机，再通过型号为LM2576的U8的作用，产生12V的直流电给专用的电机驱动芯片型号为hip4082的U2，以上U8和U2组成的电路为模拟电路。AC8V通过整流产DC12V，通过稳压电路供给单片机系统，信号处理系统供电，以上电路为数字电路。数字电路和模拟电路通过光耦集成电路U5和U7连接，从而达到数模分离，大大的提高了系统 的稳定性。另外，在电机的两端加上双极性二极管ZD1。当反向电压达到60V时，会自动导通。通过放电电阻RJl进行放电，大大缓解对地线的反向干扰，极大的减少了死机和击穿功率管现象的发生，使运行更稳定，寿命更长。在本实用新型中，使用的是20齿SM的同步带，电机采用1:15的减速比，电机的编码器采用高精度光电编码器，分辨率达O. 06_，光电开关采用sharplA30R双极性光电开关，分辨率为20*8/2*15*100=0. 053mm，而传统的光电编码器的信号分辨率为O. 128_，与现有技术相比，本实用新型的技术方案控制更精确，系统稳定性高，能精确停位。
图I是本实用新型一种自动门有刷电机控制装置的结构示意图；图2是本实用新型一种自动门有刷电机控制装置的电路原理图；图2-1、图 2-2、图 2-3、图 2-4、图 2-5、图 2-6、图 2-7、图 2-8、图 2-9、图 2-10 是图2的分图；图3是本实用新型一种自动门有刷电机控制装置中的编码器电路；图4是图2中的光耦集成电路；图5是图2中的噪声抑制电路；图6是图2中的抗干扰电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型一种自动门有刷电机控制装置作进一步详细说明。由图I可见，本实施例的一种自动门有刷电机控制装置，包括固定编码器电路的编码器外壳体I、控制器箱体2、电机3以及变压器4，在编码器外壳体I内固定有编码器电路，在控制器箱体2内固定有控制器总电路。编码器外壳体I、控制器箱体2、电机3以及变压器4均由螺丝与本实施例中的控制柜固定连接，编码器外壳体I固定在电机3的尾端，编码器外壳体I内的编码器电路与控制器箱体2中的控制器总电路由导线连接，电机3以及变压器4与控制器箱体2中的控制器总电路由导线连接。图2是本实施例的控制器箱体2内的一种自动门有刷电机控制装置的电路原理图，也就是控制器箱体2内固定的控制器总电路；图2-1、图2-2、图2-3、图2-4、图2-5、图2-6、图2-7、图2-8、图2-9、图2-10是图2的分图。由图2、图2-1、图2-2、图2-3、图2-4、图2-5、图2-6、图2-7、图2-8、图2_9、图2_10可见，控制器箱体2内固定的控制器总电路是由信号接收电路2-1、信号处理电路2-2、信号传输电路2-3、光耦集成电路2-4、电机驱动电路2-5、抗干扰电路2-6、过流保护电路2-7、噪声抑制电路2-8、模拟电路的电源电路2_9、数字电路的电源电路2-10组成，固定在编码器外壳体I内的编码器电路与控制器总电路中的信号接收电路2-1连接，信号接收电路2-1与信号传输电路2-3由信号处理电路2-2直接连接，在信号传输电路2-3与电机驱动电路2-5之间通过光耦集成电路2-4进行光电隔离，过流保护电路2-7与电机驱动电路2-5之间通过取向电阻Rl I和Rl 11连接，噪声抑制电路2-8通过变压器4分别与模拟电路的电源电路2-9和数字电路的电源电路2-10连接。图3是本实施例中的编码器电路。由图3可见，编码器电路是由光电编码集成电
路GP1A30R、电容Cl和电阻Rl组成；GP1A30R的I脚接5脚后接5V，2脚接电阻Rl后接4脚，4脚接地，电容Cl跨接在4脚和5脚上。由图2、图4可见，光耦集成电路2-4是由光耦U5、光耦U7、电阻R18、电阻R31、电阻R32、电容C12、稳压二极管ZDl组成；R31和R32分别串接在U5和U7的引脚2上，U5和U7的5脚接模拟地，U5和U7的7、8脚连接后接R18、C12、ZD1阴极，C12和ZDl阳极接模拟地。由图2、图5可见，噪声抑制电路2_8是由电容(19、020、021、022、保险丝？1、压敏电阻ZNRl和共模电感L4组成；电容C22并接在共模电感L4输入两端，C19串接C20后并接在L4输出端，ZNR1、C21和L4并接，Fl —端和C21、C20、ZNR1、L4的公共端连接后输出。由图2、图6可见，抗干扰电路2-6是由电感LI、电感L2、电容C23、电容C24、电容C25、无极性二极管Dj、电阻Rj组成；电容C23并接在LI和L2两端，C24接LI后到模拟地，C25连接L2后到模拟地，Rj串接Dj后并接在C23两端。在本实施例中，变压器将AC220V市网电压降为AC32V和AC8V，AC32通过整流成DC36V直接驱动电机，再通过型号为LM2576的U8的作用，产生12V的直流电给专用的电机驱动芯片型号为hip4082的U2，以上U8和U2组成的电路为模拟电路。AC8V通过整流产DC12V，通过稳压电路供给单片机系统，信号处理系统供电，以上电路为数字电路。数字电路和模拟电路通过光耦集成电路U5和U7连接，从而达到数模分离，大大的提高了系统的稳定性。由外部传感器输入信号到控制器，通过信号处理电路2-1处理后送给单片机，再由单片机输出控制信号通过光耦后给驱动电路控制电机工作，从而实现模数分离。然后由编码器输出反馈信号给单片机，从而实现精确控制电机。另外，在电机的两端加上无极性二极管ZD1，当反向电压达到60V时，会自动导通。通过放电电阻RJl进行放电，大大缓解对地线的反向干扰，极大的减少了死机和击穿功率管现象的发生，使运行更稳定，寿命更长。在本实用新型中，使用的是20齿8M的同步带，电机采用1:15的减速比，电机的编码器采用高精度光电编码器，分辨率达O. 06mm，光电开关采用sharp 1A30R双极性光电开关，分辨率为20*8/2*15*100=0. 053mm，而传统的光电编码器的信号分辨率为O. 128mm,与现有技术相比，本实用新型的技术方案控制更精确，系统稳定性高，能精确停位。
权利要求1.一种自动门有刷电机控制装置，包括固定编码器电路的编码器外壳体、控制器箱体、电机以及变压器，在编码器外壳体内固定有编码器电路，在控制器箱体内固定有控制器总电路，控制器总电路包括信号接收电路、信号处理电路、信号传输电路、电机驱动电路、过流保护电路、模拟电路的电源电路、数字电路的电源电路，其特征是所述编码器外壳体固定在电机的尾端，固定在编码器外壳体内的编码器电路与控制器总电路中的信号接收电路连接；所述控制器总电路还包括光耦集成电路、抗干扰电路、噪声抑制电路；信号接收电路与信号传输电路由信号处理电路直接连接，在信号传输电路与电机驱动电路之间通过光耦集成电路进行光电隔离，过流保护电路与电机驱动电路之间通过取向电阻Rll和Rlll连接；所述噪声抑制电路通过变压器分别与模拟电路的电源电路和数字电路的电源电路连接； 所述编码器电路是由光电编码集成电路GP1A30R、电容Cl和电阻Rl组成；GP1A30R的·I脚接5脚后接5V，2脚接电阻Rl后接4脚，4脚接地，电容Cl跨接在4脚和5脚上；所述光耦集成电路是由光耦U5、光耦U7、电阻RU5、电阻R31、电阻R32、电容Cl2、稳压二极管ZDl组成；R31和R32分别串接在U5和U7的引脚2上，U5和U7的5脚接模拟地，U5和U7的7、8脚连接后接R18、C12、ZDl阴极，C12和ZDl阳极接模拟地； 所述噪声抑制电路是由电容C19、C20、C21、C22、保险丝F1、压敏电阻ZNRl和共模电感L4组成；电容C22并接在共模电感L4输入两端，C19串接C20后并接在L4输出端，ZNRUC21和L4并接，Fl 一端和C21、C20、ZNRl、L4的公共端连接后输出； 所述抗干扰电路是由电感LI、电感L2、电容C23、电容C24、电容C25、无极性二极管Dj、电阻Rj组成；电容C23并接在LI和L2两端，C24接LI后到模拟地，C25连接L2后到模拟地，Rj串接Dj后并接在C23两端。
专利摘要本实用新型公开了一种自动门有刷电机控制装置，包括固定编码器电路的编码器外壳体、控制器箱体、电机以及变压器，在编码器外壳体内固定有编码器电路，在控制器箱体内固定有控制器总电路，控制器总电路是由信号接收电路、信号处理电路、信号传输电路、光耦集成电路、电机驱动电路、抗干扰电路、过流保护电路、噪声抑制电路、模拟电路的电源电路、数字电路的电源电路组成。采用本实用新型的技术方案，抗干扰能力强，系统稳定性高，能精确停位，适用于各种场合的门控系统，可以长久稳定运行，可靠性高，工作寿命长。
文档编号H02P7/00GK202696528SQ20122009785
公开日2013年1月23日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者张五四 申请人:诺丁智能科技(安徽)有限公司