一种直线作动器控制电路
阅读说明：本技术 一种直线作动器控制电路 (Linear actuator control circuit ) 是由 沈琳 赵博研 袁振怀 郭农生 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于控制电路设计技术领域,涉及一种直线作动器控制电路；电路包含：作动器驱动控制电路以及延时控制电路；作动器驱动控制电路实现电机正转控制和电机反转控制；电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、稳压管V7、二极管V6、V10、三极管V8和三极管V9组成延时控制电路。控制伸出电源接通后,电机正转,丝杠伸出,在设定延时时间内,若出线丝杠卡死或者伸出到位后未切断电源时,延时电路将切断驱动电机电源回路,避免电机长时间堵转烧毁,该方案不仅体积小,价格低,并且大大提高了直线作动器的可靠性,避免了电机堵转烧毁。(The invention belongs to the technical field of control circuit design, and relates to a control circuit of a linear actuator; the circuit comprises: an actuator drive control circuit and a delay control circuit; the actuator drive control circuit realizes the forward rotation control and the reverse rotation control of the motor; the resistors R1, R2, R3, R4, R5, R6, the capacitor C1, the voltage regulator tube V7, the diode V6, the diode V10, the triode V8 and the triode V9 form a delay control circuit. After the control is extended and the power is switched on, the motor rotates forwards, the lead screw extends out, and in a set time delay, if the outgoing lead screw is blocked or does not cut off the power after extending in place, the time delay circuit cuts off a power supply loop of the driving motor, so that the long-time locked rotor burning of the motor is avoided.)
技术领域
本发明属于直线作动器高可靠性控制电路，涉及一种直线作动器控制电路，具体涉及一种直线作动器控制方法的改进。
背景技术
目前，在直线作动器工作时，通过交流驱动电机系统控制丝杠作直线运动。交流驱动电机的接线端子一直与三相交流电连通，操作人员按固定周期操作控制伸出端和收回端通断电，从而控制作动器完成伸出和收回动作。一旦出现操作人员忘记断电，或者行程过程中出现卡死等现象，电机会一直处于堵转发热状态，进而导致烧毁。常规的解决方式有增加行程开关，该方式在有限的空间内很难实现，且可靠性低。本发明提供一种增加延时控制的保护电路，该方案不仅体积小，价格低，并且大大提高了直线作动器的可靠性，避免了电机堵转烧毁。
发明内容
本发明的目的是：提供一种直线作动器高可靠控制电路，能够解决现有直线作动器由于丝杠卡滞或者人工忘记断电操作造成的电机长时间堵转烧毁的问题，改进后的直线作动器可靠性高，体积小，价格低。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种直线作动器保护控制电路，电路包含：作动器驱动控制电路以及延时控制电路；
作动器驱动控制电路实现电机正转控制和电机反转控制；
作动器驱动控制包含K1和K2两个主电源继电器，继电器K1的公共端2、5、8端子分别与继电器K2的常闭触点3、6、9端子相连接，继电器K1的常开触点4、7、10号端子分别与驱动电机的A、B和C三相线相连接，继电器K1的常闭触点3、6和9号端子悬空；继电器K2的公共端2、5、8端子分别与三相电源A、B和C相连接，继电器K2的常开触点4、7、10端子分别与驱动电机的B、A和C相电源线连接；
电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、稳压管V7、二极管V6、V10、三极管V8、V9组成延时控制电路。
电机正转控制时电路为：正转控制电源P、二极管V1、三极管V11、继电器K1输入控制端子0和1、三极管V12、电阻R7、R8、二极管V3以及电源地形成电机正转控制电路；该回路接通后K1继电器动作，其公共端2、5和8号端子分别与常开触点4、7和10号端子导通，作动器电机三相电源接通正转。
电机反转控制时电路为：反转控制电源N、二极管V2、三极管V11，继电器K2输入控制端子0和1、三极管V13、电阻R9、R10、二极管V4以及电源地形成电机反转控制电路；该回路接通后，继电器K2动作，其公共端子2、5和8号端子分别与常开触点4、7和10号端子导通，作动器电机三相电源接通反转。
电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、稳压管V7、二极管V6、V10、三极管V8和三极管V9组成延时电路。二极管V1的负端分别与电阻R1、R2、R3、二极管V2、V6负端、三极管V9、V11的发射极相连；电阻R1的另一端与电容C1、二极管V6正端、稳压管V7负端相连，电阻R2的另一端接地；电容C1的另一端接地；稳压管V7正端和电阻R5、二极管V8基极相连，电阻R5另一端、电阻R6和三极管V8发射极接地；电阻R3另一端和电阻R4、三极管V9基极相连，电阻R4另一端和三极管V8集电极相连，三极管V9集电极与电阻R6另一端、二极管V10负端相连，二极管V10正端与三极管V11基极相连。
电阻R1与R5阻值相等，具体数值与控制正反转电压和延时时间相关，电阻R3与R4相等，数值与控制正反转电压和三极管V8导通电流相关。
伸出或收回控制电源接通并延时T秒后，电容C1充电电压达到U2后，稳压管V7被击穿，三极管V8基极电压升高而导通；三极管V8导通后三极管V9基极电压被拉低而导通，则三极管V11基极电压被抬升至与集电极电压一致，从而V11关断；三极管V11关断，继电器K1或K2控制电路关断，作动器驱动电机电源切断停止工作。
正转控制电源P、反转控制电源N电压与继电器电压一致。
延时时间T计算公式如下：
T＝-R*C*ln(1-U2/(U1-0.7))
其中：R为R1的电阻值，C为C1的电容值；
U1为N端或P端电源电压；
U2为稳压管V7的击穿电压；
0.7为二极管V1导通压降。
本发明的有益效果是：通过增加延时保护电路，避免驱动电机由于误操作或者故障长时间堵转发热而烧毁，从而提高了直线作动器的可靠性。该改进方案体积小，价格低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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为本发明增加延时电路的作动器控制电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。
在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。本发明的控制电路具体电路见附图1。实现电机正转驱动作动器伸出，电机反转驱动作动器收回的情形，要求延时时间T为6.8s；
如图1中，继电器K1线圈输入控制端的控制端子1接电源负，控制端子0接电源正，接触端子2、5、8为公共端，接触端子3、6、9为常闭触点，接触端子4、7、10为常开触点。继电器K2端子定义同继电器K1。
本发明的作动器控制系统具体工作方式如下所述。
作动器伸出控制原理
电阻R1、R5阻值1.5MΩ，电阻R2、R6、R7、R8、R9阻值10kΩ，电阻R3、R4阻值200kΩ，电容C1容值10μF，稳压管V7击穿电压为10V。
正转控制电源P、二极管V1、三极管V11、继电器K1输入控制端子0和1、三极管V12、电阻R7、R8、二极管V3以及电源地形成作动器伸出控制回路。
正转控制电源P接通后，三极管V9处于关闭状态，三极管V11基极电压与电源地一致，低于集电极电压(即U1-0.7)，处于导通状态。三极管V11发射极与继电器K1输入控制端0接通。同时，三极管V12由于基极电压高于发射极电压而导通，则继电器K1输入控制端1与电源地接通。此时K1继电器处于通电运行状态，继电器动作，公共端接触端子2、5、8与常开触点4、7、10分别导通。A、B、C三相电源通过继电器K2(控制电路未接通，继电器未动作)公共端子2、5、8，及其常闭触点3、6、9和继电器K1常开触点4、7、10，及其公共端子2、5、8，与电机A、B、C三相线分别接通，电机正转，控制作动器的丝杠伸出。
延时控制原理
正转控制电源P接通后通过电阻R1给电容C1充电，当经过一定时间T后，C1充电电压达到U2后，稳压管V7被击穿，三极管V8基极电压升高而导通。V8导通后三极管V9基极电压被拉低而导通，则三极管V11基极电压被抬升至与集电极电压一致，从而V11关断。
V11关断后，继电器K1控制电路断开(端子0和1之间无压差)，继电器吸合动作恢复，公共端子2、5、8重新与常闭触点3、6、9接通，从而驱动电机与三相电源断开，保持伸出状态。
根据电容充电电压计算原理公式可以计算出延时时间T。
T＝-R1*C1*ln(1-U2/(U1-0.7))
其中：R为R1的电阻值1.5MΩ，C为C1的电容值10μF；
U1为N端或P端电源电压28V；
U2为稳压管V7的击穿电压10V；
0.7为二极管V1导通压降。
计算得出延时时间T＝6.8s，由上述公式可知，通过调整电阻R1阻值以及电容C1容值，即可以对延时时间T进行设计调整。
通过该延时控制，丝杠在伸出运行中若出现堵转或者忘记切断伸出控制电源P时，电机系统将在时间T内停止工作，从而避免电机系统因堵转导致的发热烧毁。
作动器收回控制原理
收回控制电源N、二极管V2、三极管V11，继电器K2控制端子0和1、三极管V13、电阻R9、R10、、二极管V3以及电源地形成作动器收回控制回路。
收回控制电源N接通后，三极管V9处于关闭状态，三极管V11基极电压与电源地一致，低于集电极电压P，处于导通状态。V11发射极与继电器K1控制端0接通。同时，三极管V13由于基极电压高于发射极电压而导通，则继电器K2控制端1与电源地接通。此时K2继电器处于通电运行状态，继电器动作，接触端子8、5、2和10、7、4分别导通。作动器驱动电机三相电源ABC通过继电器K2端子8、5、2和10、7、4与电机三相线BAC接通。由于电机三相线与三相电源的其中两相反接，从而电机反转运行，控制丝杠收回。
同样，收回控制电源N接通后通过电阻R1给电容C1充电，当经过一定时间T后，C1充电电压达到U2后，稳压管V7被击穿，三极管V8基极电压升高而导通。V8导通后三极管V9基极电压被拉低而导通，则三极管V11基极电压被抬升至与集电极相当，从而V11关断。
V11关断后，继电器K2输入控制电路断开，继电器吸合动作恢复，端子8、5、2重新与端子9、6、3接通，从而驱动电机与三相电源断开，保持收回状态。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
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