電動推桿-電動推桿電機控制電路設(shè)計原理-如何控制它的速度變化-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-03-11
在了解電動推桿電機控制電路之前，我們來看看電動推桿的一些基本知識。電動推桿是一種將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運動的電力驅(qū)動裝置?？捎糜诟鞣N簡單或復(fù)雜的工藝流程中做為執(zhí)行機械使用，以實現(xiàn)遠距離控制、集中控制或自動控制。
多用于家用電器、廚具、醫(yī)療器械、汽車等行業(yè)的運動驅(qū)動單元。
電動機經(jīng)齒輪或蝸輪蝸桿減速后，帶動一對絲桿螺母。把電機的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，利用電動機正反轉(zhuǎn)完成推桿動作。如通過各種杠桿、搖桿或連桿等機構(gòu)可完成轉(zhuǎn)動、搖動等復(fù)雜動作。通過改變杠桿力臂長度，可以增大或減小行程。行程控制裝置
蝸輪蝸桿傳動形式：電機齒輪上的蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，使蝸輪內(nèi)的小絲桿作軸向移動，由連接板帶動限位桿相應(yīng)作軸向移動，至所需行程時，通過調(diào)節(jié)限位塊壓下行程開關(guān)斷電，電動機停止運轉(zhuǎn)（正反控制相同）。
齒輪傳動形式：電機通過減速齒輪后帶動安裝于內(nèi)管的小絲桿，帶動與之連接一起的做軸向運行螺母，至所設(shè)定的行程時螺母觸角壓住限位開關(guān)斷開電源，電機停止運動（反向與之相同）。
電動推桿是一種位移執(zhí)行機構(gòu)，也是一種 位置控制機構(gòu)。工作時，通過對推桿行程的控制，使其按一定的位移速度和方向?qū)崿F(xiàn)風(fēng)門的開啟和閉合動作 （又稱風(fēng)門電機）；在推桿行程極限處，要求停機并保持 位置；在推桿行程中發(fā)出行程的位置信號，再與主控中心協(xié)調(diào)，以控制門的開關(guān)走向，從而達到調(diào)控局部單元系統(tǒng)溫度的目的。要求電動推桿既能提供一定的負(fù)載能力，又能滿足要求的位移速度。
目前國內(nèi)有些單位正在研究，但在精度和自鎖性方面不能滿足用戶需求。國外也有類似產(chǎn)品，其負(fù)載能力可達150KG，電機具備反向傳動自鎖性，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制作工藝有難度，代價較高昂。為此，參考國外樣機自行設(shè)計研制了具有高精度、低成本，滿足負(fù)荷和功能要求的新型電動推桿：采用先進的控制方法，結(jié)構(gòu)上解決自鎖功能，選用國產(chǎn)電機和電子器件，實現(xiàn)自主加工滿足用戶需求，具有很高的實用價值。
電動推桿外形結(jié)構(gòu)圖
電動推桿的結(jié)構(gòu)分為控制裝置、驅(qū)動電機、傳動機 構(gòu)、發(fā)訊、限位裝置。根據(jù)國產(chǎn)電機情況，從機械方面彌補電機功能的不足。傳動機構(gòu)保證運動的自鎖性，以滿足推桿帶負(fù)載停機定位的需要。發(fā)訊裝置采用先進的電子技術(shù)，設(shè)置位置傳感器，獲得無磨損、高壽命、低功耗。電動推桿的運動行程可以隨意調(diào)整。根據(jù)用戶要求及實際需要，將調(diào)整范圍設(shè)計為：零位0~8mm；中位 ±5mm，最大位移50~80mm。
在發(fā)訊和限位裝置中，調(diào)整傳感器的位置可以改變機構(gòu)的運動行程。按用戶要求，推桿主體為圓柱體，徑向尺寸較小、 軸向尺寸大，工作時軸向伸縮獲得運動位移，負(fù)荷沿軸向。因此，中間傳動采用行星齒輪減速機構(gòu)，徑向尺寸小、傳動效率高；末端輸出采用梯形螺紋機構(gòu)，將圓周運動轉(zhuǎn)化為直線運動，獲得較大的軸向力、較高的傳動效率；并保證機構(gòu)的自鎖性。
原風(fēng)門電動機構(gòu)控制電動推桿原理見圖２。按用戶要求和實 際需要所設(shè)計的方案電動推桿原理簡述如下。
（1）關(guān)閉風(fēng)門：關(guān)閉風(fēng)門信號輸入時，電機通電，帶動機械推桿運動，機構(gòu)做關(guān)門動作。當(dāng)推桿退回到零位即關(guān)門到位時，K1斷開（打至下端），電機斷電停轉(zhuǎn)，關(guān)門到位指示燈亮。
（2）開啟風(fēng)門：開啟風(fēng)門信號輸入時，電機通電，帶動機 械推桿運動，機構(gòu)做開門動作。當(dāng)推桿伸到行程最大處即開門到位時，K2斷開（打至下端），電機斷電停轉(zhuǎn)，開門到位指示燈亮。
（3）中間位置控制：推桿運動至中間位置時，中間位置指示燈亮。若無外控信號，推桿繼續(xù)前行，中間位置指示燈滅。若有外控信號，則K3斷開（打至下端），電機斷電停轉(zhuǎn)，中間位置指示燈保持亮。
原風(fēng)門電動推桿原理圖
據(jù)此，電路設(shè)計方案如下圖。名詞及符號說明：關(guān)閉
電動推桿控制電路圖
風(fēng)門———表示機電機構(gòu)活動臂向收縮方向移動，此時電機反轉(zhuǎn)。開啟風(fēng)門———表示機電機構(gòu)活動臂向伸長方向移動，此時電機正轉(zhuǎn)。電源為２７Ｖ，電流最大不超過２．５Ａ。圖中Ｊ１、Ｊ３、Ｊ５分別表示接反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)，中間位停止時的２７Ｖ電源電壓，Ｊ２、Ｊ４、Ｊ７分別表示到達相應(yīng)位置時指示燈的２７Ｖ電源電壓。Ｊ９對應(yīng)用戶端接地。ＭＯＴＯＲ代表電機，＋， －號代表其正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)。３結(jié)論 試驗結(jié)果如圖４。試 驗證明，該產(chǎn)品在最大電流不大于２．５Ａ的情況下，負(fù)載可達１５０ｋｇ，行 程為（０～８０）±1.5ｍｍ。
電動推桿電機控制電路最大速度和最小速度
電動推桿的速度變化范圍依據(jù)推桿型號不同而有所變化，我們的產(chǎn)品目錄包含了每個推桿的數(shù)據(jù)列表，其中還有速度和負(fù)載關(guān)系的曲線圖。
在一定范圍內(nèi)，負(fù)載固定的情況下，我們可以通過降低推桿的輸入電壓來降低推桿的運行速度，如果輸入電壓減少達到極限值，將會限制電流到達推桿從而導(dǎo)致推桿停止工作。大部分推桿都會在額定輸入電壓的+/-10%范圍內(nèi)運行。
PWM與速度
脈沖寬度調(diào)整簡稱PWM，通常用于控制速度。 帶有PCB的執(zhí)行器，通常不允許使用PWM，因為它會損壞電路板上的元件。
交流電動推桿速度
一般電動推桿使用單速電機，在通電時輸出恒定的扭矩。 由該扭矩產(chǎn)生的線速度將根據(jù)所施加的負(fù)載而有所變化。
大多數(shù)情況下，還包含一個詳細(xì)說明速度與負(fù)載關(guān)系的圖表。
然而，對于交流執(zhí)行器速度的控制，最好是選擇Thomson精密直線執(zhí)行器(電缸)系列。 PC系列和T系列執(zhí)行器(電缸)是不帶電機的。 您可以根據(jù)您個人的應(yīng)用要求選擇對應(yīng)的電機，包括速度控制。或者，您可以選擇ECT系列，ECT是帶有各種交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)和三相交流電機的精密直線執(zhí)行器，它能夠?qū)崿F(xiàn)速度控制。
電動推桿電機控制電路中會用到很多電子元器件，現(xiàn)在很多電子產(chǎn)品采用先進的控制方法，結(jié)構(gòu)上解決自鎖功能，基本選用國產(chǎn)電機和電子器件，實現(xiàn)自主加工滿足用戶需求，具有很高的實用價值。
KIA半導(dǎo)體是一家專業(yè)從事中、大、功率場效應(yīng)管(MOSFET)、快速恢復(fù)二極管、三端穩(wěn)壓管開發(fā)設(shè)計，集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。
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