电机安全控制装置的制作方法

本实用新型涉及了一种电机安全控制装置。

背景技术：

现在国家越来越注重农业发展，保证农业也是国家的重要战略。在农业大行业中，灌溉是必不可少的。农业灌溉领域一般都需要抽水泵或其他抽水输水设备，一般都是由交流电机控制此类设备。

交流电机一般是220v两相电驱动，或者380v三相电驱动。在电机控制驱动的实际使用过程中，很容易发生电机堵转，造成电机线圈电流过大发热烧毁电机，更有甚者可以破坏整个电网。在380v三相电驱动时，容易出现接线松动，仅仅两根供电线驱动电机的现象，这样也容易发生线圈电流过大，进而发热烧毁电机，更有甚者破外电网。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种电机安全控制装置。

一种电机安全控制装置，包括控制盒和设置在控制盒内的电路板、接触器，所述电路板上设置有电源模块、控制器、按键输入电路、遥控输入电路、电压检测电路、电流检测电路、控制输出电路、显示模块，电源模块用于提供工作电压，控制器连接按键输入电路、遥控输入电路、电压检测电路、电流检测电路、控制输出电路、显示模块；控制盒上设置有输入端子和输出端子，电源模块的输入端连接输入端子，控制输出电路的输出端通过接触器连接输出端子；控制盒上对应按键输入电路设置有按键、对应显示模块设置有显示屏。

基于上述，电源模块包括接线端子j3和变压器t1、整流桥db1、12v转5v的dc-dc电路、5v转3.3v的ldo电路，接线端子j3连接输入电源，接线端子j3同时连接变压器t1的1脚、5脚，变压器t1的9脚、10脚连接整流桥db1的1脚、3脚，整流桥db1的2脚连接12v转5v的dc-dc电路的输入端，12v转5v的dc-dc电路的输出端连接5v转3.3v的ldo的输入端；整流桥db1的4脚接地。

基于上述，按键输入电路包括按键s1、按键s2、按键s3、按键s4、电阻r11、电阻r13、电阻r14、电阻r16、电容c11、电容c16、电容c23、电容c24，电阻r11一端连接3.3v,电阻r11另一端同时连接控制器和按键s1的一端，按键s1的另一端接地，电容c11并联在按键s1的两端；电阻r13一端连接3.3v,电阻r13的另一端同时连接控制器和按键s2的一端，按键s2的另一端接地，电容c16并联在按键s2的两端；电阻r14一端连接3.3v,电阻r14另一端同时连接控制器和按键s3的一端，按键s3的另一端接地，电容c23并联在按键s3的两端；电阻r16一端连接3.3v,电阻r16的另一端同时连接控制器和按键s4的一端，按键s4的另一端接地，电容c24并联在按键s4的两端。

基于上述，电路板上还设置有无线通信模块u3，无线通信模块u3连接控制器。

基于上述，电压检测电路中二极管d2的阳极作为一个采样输入端连接电压采样处，二极管d2的阴极通过电阻r18连接运算放大器u6d的同相输入端，二极管d2的阴极还通过电容c34接地，运算放大器u6d的同相输入端还通过电阻r20接地，运算放大器u6d的同相输入端还连接二极管d3的阴极，二极管d3的阳极接地；运算放大器u6d的输出端连接运算放大器u6d的反相输入端，运算放大器u6d的输出端连接控制器。

基于上述，电流检测电路中，接线端子j5连接电流采样处，接线端子j5的2脚通过电阻r24连接运算放大器u6c的同相输入端，接线端子j5的2脚同时通过电阻r25接地，接线端子j5的2脚还连接二极管d5的阴极，二极管d5的阳极接地，运算放大器u6c的反相输入端通过电阻r22接地，运算放大器u6c的反相输入端还通过电阻r21连接运算放大器u6c的输出端，运算放大器u6c的输出端通过电阻r23连接控制器；接线端子j6连接电流采样处，接线端子j6的2脚通过电阻r29连接运算放大器u6b的同相输入端，接线端子j6的2脚同时通过电阻r30接地，接线端子j6的2脚还连接二极管d6的阴极，二极管d6的阳极接地，运算放大器u6b的反相输入端通过电阻r27接地，运算放大器u6b的反相输入端还通过电阻r26连接运算放大器u6b的输出端，运算放大器u6b的输出端通过电阻r28连接控制器；接线端子j7连接电流采样处，接线端子j7的2脚通过电阻r34连接运算放大器u6b的同相输入端，接线端子j5的2脚同时通过电阻r35接地，接线端子j5的2脚还连接二极管d7的阴极，二极管d7的阳极接地，运算放大器u6a的反相输入端通过电阻r32接地，运算放大器u6a的反相输入端还通过电阻r31连接运算放大器u6a的输出端，运算放大器u6a的输出端通过电阻r33连接控制器。

基于上述，控制输出电路中，三极管q7的基极连接控制器，三极管q7的发射极接地，三极管q7的集电极通过继电器k1的线圈连接12v，二极管d4并联在继电器k1的线圈两端；继电器k1的3脚连接电源输入，继电器k1的1脚连接接线端子j4，接线端子j4连接接触器，接触器通过控制盒上的输出端子连接电机。

基于上述，电路板上还设置有显示模块，显示模块包括一个液晶屏lcd1和6个led灯；液晶屏lcd1的21脚通过电阻r15连接3.3v，液晶屏lcd1的22脚连接三极管q6的集电极，液晶屏lcd1的1脚、3脚、4脚、5脚、6脚连接控制器，lcd1的其他引脚连接外围电路，三极管q6的基极通过电阻r17连接控制器，三极管q6的发射极接地；发光二极管led1的正极通过r1连接3.3v，发光二极管led1的负极连接三极管q1的集电极，三极管q1的基极连接控制器，三极管q1的发射极接地，发光二极管led2的正极通过r3连接3.3v，发光二极管led2的负极连接三极管q2的集电极，三极管q2的基极连接控制器，三极管q2的发射极接地，发光二极管led3的正极通过r3连接3.3v，发光二极管led3的负极连接三极管q3的集电极，三极管q3的基极连接控制器，三极管q3的发射极接地，发光二极管led4的正极通过r4连接3.3v，发光二极管led4的负极连接三极管q4的集电极，三极管q4的基极连接控制器，三极管q4的发射极接地，发光二极管led5的正极通过r5连接3.3v，发光二极管led5的负极连接三极管q5的集电极，三极管q5的基极连接控制器，三极管q5的发射极接地，发光二极管led6的正极通过r6连接3.3v，发光二极管led6的负极接地。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过在控制盒内集成控制电路，以检测电流的方式实时监测现有的由堵转、接线松动等引起的电流过大发热的问题，并根据检测结果对电机进行控制，从根本上阻止了烧毁电机的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是本实用新型控制器的电路结构示意图。

图2是本实用新型电源模块的电路结构示意图。

图3是本实用新型按键输入电路的电路结构示意图。

图4是本实用新型遥控输入电路的电路结构示意图。

图5是本实用新型电压检测电路的电路结构示意图。

图6是本实用新型电流检测电路的电路结构示意图。

图7是本实用新型控制输出电路的电路结构示意图。

图8是本实用新型显示模块的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种电机安全控制装置，包括控制盒和设置在控制盒内的电路板、接触器，所述电路板上设置有电源模块、控制器、按键输入电路、遥控输入电路、电压检测电路、电流检测电路、控制输出电路、显示模块，电源模块用于提供工作电压，控制器连接按键输入电路、遥控输入电路、电压检测电路、电流检测电路、控制输出电路、显示模块；控制盒上设置有输入端子和输出端子，电源模块的输入端连接输入端子，控制输出电路的输出端通过接触器连接输出端子；控制盒上对应按键输入电路设置有按键、对应显示模块设置有显示屏。

实际中，控制盒上还设置有连接件，如螺栓孔等，用于对控制盒进行固定。使用时，控制器通过按键输入电路或遥控输入电路接收到控制信号后，通过控制输出电路控制电机工作，工作过程中控制器以一定的固定周期采集电流数据，判定电流数据是否符合设定要求，如果不符合要求，则关闭控制输出电路的输出信号，使电机停止工作，检查问题。等待再次启动重新进行检测和控制。本实施例中，控制器为单片机，型号为swm181d8u6。

具体的，如图3所示，按键输入电路包括按键s1、按键s2、按键s3、按键s4、电阻r11、电阻r13、电阻r14、电阻r16、电容c11、电容c16、电容c23、电容c24，电阻r11一端连接3.3v,电阻r11另一端同时连接控制器和按键s1的一端，按键s1的另一端接地，电容c11并联在按键s1的两端；电阻r13一端连接3.3v,电阻r13的另一端同时连接控制器和按键s2的一端，按键s2的另一端接地，电容c16并联在按键s2的两端；电阻r14一端连接3.3v,电阻r14另一端同时连接控制器和按键s3的一端，按键s3的另一端接地，电容c23并联在按键s3的两端；电阻r16一端连接3.3v,电阻r16的另一端同时连接控制器和按键s4的一端，按键s4的另一端接地，电容c24并联在按键s4的两端。按键按下后，控制器接收到低电平；按键不导通时，控制器接受到高电平。实际中按键输入电路有4路，分别用于设置，学习，启动，停止。

如图4所示，遥控输入电路使用无线通信模块u3，u3接收到遥控信号后，并将接收信号发送至控制器控制器根据接收信号对控制输出电路进行控制本实施例中，u3的型号是hkrf-500r-315mhz。

如图7所示，控制输出电路中，三极管q7的基极连接控制器，三极管q7的发射极接地，三极管q7的集电极通过继电器k1的线圈连接12v，二极管d4并联在继电器k1的线圈两端；继电器k1的3脚连接电源输入，继电器k1的1脚连接接线端子j4，接线端子j4连接接触器，接触器通过控制盒上的输出端子连接电机。控制器输出高电平时，三极管q7导通，继电器k1的线圈通电，继电器k1的触点闭合；控制器输出低电平时，三极管q7截止，继电器k1的线圈不通电，继电器k1的触点断开。三极管q7型号是lmun2233lt1g。

如图5所示，电路板上还设置有电压采集电路，电压检测电路中二极管d2的阳极作为一个采样输入端连接电压采样处，二极管d2的阴极通过电阻r18连接运算放大器u6d的同相输入端，二极管d2的阴极还通过电容c34接地，运算放大器u6d的同相输入端还通过电阻r20接地，运算放大器u6d的同相输入端还连接二极管d3的阴极，二极管d3的阳极接地；运算放大器u6d的输出端连接运算放大器u6d的反相输入端，运算放大器u6d的输出端连接控制器。电压采集电路采集电机的工作电压，并将采集数据放大后输入至控制器，若电压值高于或低于预设阈值，则认为电机控制电压异常，控制器使控制输出电路输出关闭电机信号。

如图6所示，电路板上还设置有电流检测电路，电流检测电路中，接线端子j5连接电流采样处，接线端子j5的2脚通过电阻r24连接运算放大器u6c的同相输入端，接线端子j5的2脚同时通过电阻r25接地，接线端子j5的2脚还连接二极管d5的阴极，二极管d5的阳极接地，运算放大器u6c的反相输入端通过电阻r22接地，运算放大器u6c的反相输入端还通过电阻r21连接运算放大器u6c的输出端，运算放大器u6c的输出端通过电阻r23连接控制器；接线端子j6连接电流采样处，接线端子j6的2脚通过电阻r29连接运算放大器u6b的同相输入端，接线端子j6的2脚同时通过电阻r30接地，接线端子j6的2脚还连接二极管d6的阴极，二极管d6的阳极接地，运算放大器u6b的反相输入端通过电阻r27接地，运算放大器u6b的反相输入端还通过电阻r26连接运算放大器u6b的输出端，运算放大器u6b的输出端通过电阻r28连接控制器；接线端子j7连接电流采样处，接线端子j7的2脚通过电阻r34连接运算放大器u6b的同相输入端，接线端子j5的2脚同时通过电阻r35接地，接线端子j5的2脚还连接二极管d7的阴极，二极管d7的阳极接地，运算放大器u6a的反相输入端通过电阻r32接地，运算放大器u6a的反相输入端还通过电阻r31连接运算放大器u6a的输出端，运算放大器u6a的输出端通过电阻r33连接控制器。电流检测电路采集电机的工作电电流，并将采集数据转换为电压值后，经放大输入至控制器，若超过预设阈值，则认为电机工作异常，控制器使控制输出电路输出关闭电机信号。

如图2所示，为本实施例的电源电路，用于进行电源转换，以提供合适的工作电压。电源模块包括接线端子j3和变压器t1、整流桥db1、12v转5v的dc-dc电路、5v转3.3v的ldo电路，接线端子j3连接输入电源，接线端子j3同时连接变压器t1的1脚、5脚，变压器t1的9脚、10脚连接整流桥db1的1脚、3脚，整流桥db1的2脚连接12v转5v的dc-dc电路的输入端，12v转5v的dc-dc电路的输出端连接5v转3.3v的ldo的输入端；整流桥db1的4脚接地。芯片t1、db1、u1和u5分别为电源转换芯片，型号如图内所示。

如图8所示，为本实施例的显示模块，电路板上还设置有显示模块，显示模块包括一个液晶屏lcd1和6个led灯；液晶屏lcd1的21脚通过电阻r15连接3.3v，液晶屏lcd1的22脚连接三极管q6的集电极，液晶屏lcd1的1脚、3脚、4脚、5脚、6脚连接控制器，lcd1的其他引脚连接外围电路，三极管q6的基极通过电阻r17连接控制器，三极管q6的发射极接地；发光二极管led1的正极通过r1连接3.3v，发光二极管led1的负极连接三极管q1的集电极，三极管q1的基极连接控制器，三极管q1的发射极接地，发光二极管led2的正极通过r3连接3.3v，发光二极管led2的负极连接三极管q2的集电极，三极管q2的基极连接控制器，三极管q2的发射极接地，发光二极管led3的正极通过r3连接3.3v，发光二极管led3的负极连接三极管q3的集电极，三极管q3的基极连接控制器，三极管q3的发射极接地，发光二极管led4的正极通过r4连接3.3v，发光二极管led4的负极连接三极管q4的集电极，三极管q4的基极连接控制器，三极管q4的发射极接地，发光二极管led5的正极通过r5连接3.3v，发光二极管led5的负极连接三极管q5的集电极，三极管q5的基极连接控制器，三极管q5的发射极接地，发光二极管led6的正极通过r6连接3.3v，发光二极管led6的负极接地。显示模块使用lcd作为主要内容展示和交互，led1-led6用于进行状态指示，led1-led3用于对三相电流的采样状态进行指示，也即有采样信号时点亮，无采样信号时熄灭；led4用于对继电器状态进行指示，继电器k1闭合时点亮，端开时熄灭；led5用于对控制器的学习状态进行指示，led6用于对电源状态进行指示。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。