[发明专利]电磁刹车的控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电磁式刹车的控制的技术领域，尤指涉及一种应用在工业用马达的小型化电磁式刹车控制电路。

背景技术

请参阅图3，一般马达的断电式刹车装置是在马达81的一端设置一个座体82、一可动板83与一转动件84，所述的转动件84是与所述的马达81的心轴811连结，而所述的座体82内设有线圈821，所述的座体82与所述的可动板83之间设有数个弹性件85，且所述的可动板83相邻在所述的转动件84的一面设有来令片86，而在常态下使所述的可动板83通过来令片86紧抵在所述的转动件84，而保持在刹车的状态。

当要启动马达81时，会同步控制所述的控制电路87启动，使所述的座体82的线圈821被通电而产生磁力，将所述的可动板83往座体82的方向吸附，如图4所示，让来令片86不再抵住转动件84使所述的转动件84被释放，马达81便能被启动；而当要停止马达81时，则控制所述的控制电路87对线圈821断电，使所述的可动板83不再被吸附，而由弹性件85抵推所述的可动板83，使可动板83上的来令片86抵紧转动件84，即可对马达81产生刹车的动作，如图3所示的状态。

但是在控制电路87对线圈821通电产生磁吸力吸附所述的可动板83的初始，必需先克服弹性件85的弹力，才能使可动板83位移而让来令片86脱离所述的转动件84。换言的，若要使刹车能精确地作动，就必需对线圈821供给较高的电压，使线圈对可动板83产生强大的磁吸力，才能使马达81在瞬间被启动。

当马达81愈大时需要的刹车力量愈大，相对地由线圈821所形成的电磁铁的磁吸力也需要增大，因此线圈821卷绕的圈数也需相应增加，线圈的卷绕圈数变多之后其感应系数也会增加，相对地线圈在通电后产生磁吸力的时间也会有延迟的现象发生；同时，愈多圈数的线圈与较高的工作电压在工作时也容易发生过热的问题，而需要另外设置散热设备。

另外，使用在大型工业用马达AC400V级的线圈，其线径必需是AC200V等级的1/2，但较细线径的线材其表面绝缘层的厚度相对变薄，绝缘耐压的可靠度也相对下降；同理，其耐热的可靠度也会相对变差。

为了解决前述问题，必需在刹车启动的一预定时间(如：0.5秒)给予数倍的额定工作电压来克服延迟现象，而后降回额定工作电压以防止线圈过热或烧毁。常见的控制电路有下列几种方式：

A、使用变压器转换的方式

以计时回路连结变压器以控制工作电压输出的时间。但此种方式的缺点在于此回路中的定时器、继电器等零件与变压器的体积较大，设置的成本也较高，在半导体技术成熟前较常被采用，但目前已不太被使用了。

B、电容启动方式

设置启动用电容，并预先对电容作蓄压的动作，而在启动刹车时由蓄压的电容放电提高启动时的电压，而后电压下降保持在一定的电流进行刹车。此种方式的电路简单，在小型马达的刹车容易被使用，但对大型马达的刹车而言，电容需要变得很大，容易发生过热问题，而需设置散热设备，且不利于将控制电路作小型化的设计。

C、阻抗短路方式

在刹车线圈启动时将阻抗短路使工作电压增高，在一预定时间后解除短路，使阻抗加入串联将工作电压降低。

此种方式需使用定时器与继电器等零件，其体积较大，且阻抗会增加电力的消耗并产生高热，而难以作小型化的设计，且对电力的利用效率也不佳。

D、硅控整流方式

目前最常见的方式是以硅控整流器作半波整流以及使用三相双向硅控组件作全波整流，而由相位控制来作电压调整。

此种方式在AC200V等级的电路能有不错的效用，但在AC400V等级的电路中，因电流高达20A以上，而无适当的硅控组件可供使用，且使用硅控组件的成本较高，也存在难以小型化的问题。

E、使用脉宽调变(PWM)电路调整电压的方式

使用脉宽调变(PWM)电路可以调整工作电压，但脉宽调变(PWM)电路需使用相当多的零件，不利于小型化且成本较高，并且在输出时有产生高频噪音的问题。

前述的各种方式，都还存在着尚待改进的缺点，因此如何克服这些缺点，便成为本发明所要解决的课题。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决上述的问题而提供一种应用在大型工业用马达上的小型化且低成本的电磁刹车控制电路。

为达前述的目的，本发明的控制电路具有一个连接电源的全波整流电路；一个依整流后的波形产生脉冲讯号的时序讯号电路；一个计时电路；一个分别接受时序讯号电路与计时电路的讯号，而分别产生对应的波形讯号的计数电路；以及一个将计数电路输出的波形讯号进行逻辑运算后输出控制波形讯号的逻辑电路。