一種爪極永磁同步電機的驅動電路及全自動變頻過膠機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開的是一種爪極永磁同步電機的驅動電路及全自動變頻過膠機，設置在爪極永磁同步電機與其電源之間，由兩路PWM信號控制，包括兩個P?N溝道MOS場效應互補管；一個P?N溝道MOS場效應互補管的G端與另一個P?N溝道MOS場效應互補管的G端由同一個PWM信號及它的反相信號控制。該自動變頻過膠機的電極是爪極永磁同步電機，具有該驅動電路。通過改變控制信號PWM1、PWM2的頻率與占空比，可以實現對爪極永磁同步電機轉速調節，繼而實現過膠機膠輥轉速的自動調節。
【專利說明】
一種爪極永磁同步電機的驅動電路及全自動變頻過膠機
技術領域
[0001]本實用新型涉及過膠機領域，特別涉及一種爪極永磁同步電機的驅動電路及全自動變頻過膠機。
【背景技術】
[0002]目前，爪極永磁同步電機廣泛應用于過膠機中，對過膠輥進行驅動，但在過膠過程中，由于使用膠膜的厚度變化，需要有不同的過膠輥轉速，而目前使用的爪極永磁同步電機屬于恒速電機，在現有過膠機產品中不能調速，這影響了過膠機的使用范圍。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型針對目前爪極永磁同步電機屬于恒速電機，在現有過膠機產品中不能調速，這影響了過膠機的使用范圍的不足，提供一種爪極永磁同步電機的驅動電路，它是一種變頻驅動電路，通過改變輸入的電源頻率改變轉速，同時本實用新型還提供一種采用這種具有變頻驅動器的全自動過膠機。
[0004]本實用新型為實現其目的所采用的技術方案是:一種爪極永磁同步電機的驅動電路，設置在爪極永磁同步電機與其電源之間，由兩路PWM信號控制，包括第一P-N溝道MOS場效應互補管和第二 P-N溝道MOS場效應互補管;兩路PffM信號分別為PffMl和PWM2; PWMl接所述的第一P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PffMl通過第一反相器反相以后接所述的第二 P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳;PWM2接所述的第二 P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PWM2通過第二反相器反相以后接所述的第一 P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳;第一 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳接機殼;第一 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳接電源；第一 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳，第二 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳接爪極永磁同步電機的電源輸入引腳。
[0005]通過改變控制信號PWMl、PWM2的頻率與占空比和載頻頻率，可以實現對爪極永磁同步電機轉速調節。
[0006]進一步的，上述的爪極永磁同步電機的驅動電路中:所述的第一反相器包括三極管BG4、電阻R9、電阻Rl4;電源經過串連的電阻R9和電阻Rl4以后接三極管BG4的集電極，三極管BG4的發射極接電源地、三極管BG4的基極接PWM1，在電阻R9和電阻R14的連接處輸出PWMl的反相信號；
[0007]所述的第二反相器包括三極管BG3、電阻R8、電阻Rll;電源經過串連的電阻R8和電阻Rl I以后接三極管BG3的集電極，三極管BG3的發射極接電源地、三極管BG3的基極接PWM2，在電阻R8和電阻Rl I的連接處輸出PWM2的反相信號。
[0008]進一步的，上述的爪極永磁同步電機的驅動電路中:在第一反相器中還包括電阻R13作為基極電阻;在第二反相器中還包括電阻R12作為基極電阻。
[0009]進一步的，上述的爪極永磁同步電機的驅動電路中:在第一P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳之間還設置有電容C18。
[0010]進一步的，上述的爪極永磁同步電機的驅動電路中:還包括控制電機正轉或反轉的方向控制電路;所述的方向控制電路包括由繼電器控制的二選一開關，二選一開關的根接電機的火線，兩個選項端分別接正轉零線和反轉零線。
[0011]進一步的，上述的爪極永磁同步電機的驅動電路中:在正轉零線和反轉零線之間還連接有移相運行電路，所述的移相運行電路電路包括二極管D8、二極管D9、電解電容C6、電解電容C7; 二極管D8的陰極、電解電容C6的陽極接正轉零線、二極管D9的陰極、電解電容C7陽極接反轉零線;二極管D8的陽極與二極管D9陽極相連，電解電容C6的陰極與電解電容C7陰極相連;二極管D8的陽極與二極管D9陽極相連處與電解電容C6的陰極與電解電容C7陰極相連處連接。
[0012]本實用新型還提供了一種智能全自動變頻過膠機，包括帶動膠輥的爪極永磁同步電機，爪極永磁同步電機的驅動電路包括第一 P-N溝道MOS場效應互補管和第二 P-N溝道MOS場效應互補管;智能全自動變頻過膠機產生的控制信號分別為PWMl和PWM2;所述的第一PWM信號產生電路產生PWMl、第二 PWM信號產生電路產生PWM2;PWM1接所述的第一 P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PWMl通過第一反相器反相以后接所述的第二P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳;PWM2接所述的第二P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PWM2通過第二反相器反相以后接所述的第一 P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳;第一 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳電源地;第一 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳接電源;第一 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳，第二 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳接爪極永磁同步電機的電源輸入引腳。
[0013]通過智能微處理器產生控制信號PffMl和PWM2可以實現對過膠機進行全自動控制。
[0014]進一步的，上述的智能全自動變頻過膠機中:在膠膜進入膠輥前還包括檢測膠膜厚度的厚度檢測裝置;所述的厚度檢測裝置包括設置在膠膜兩側的相互對應的磁鐵和霍爾傳感器，所述的磁鐵和霍爾傳感器從膠膜兩側擠壓膠膜;還包括根據所述的霍爾傳感器的輸出信號判斷膠膜厚度的處理器模塊，所述的處理器模塊產生攜帶有膠膜厚度的信息的信號輸出端與電機驅動電路的輸入端相連。
[0015]進一步的，上述的智能全自動變頻過膠機中:所述的處理模塊包括單片機，所述的單片機輸出兩路攜帶有膠膜厚度信息的PWMl和PWM2;所述的電機為爪極式永磁電機。
[0016]下面結合附圖對本實用新型進行進一步的說明。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例變頻驅動電路原理圖。
[0018]圖2為本實用新型實施例膠膜厚度檢測原理圖。
【具體實施方式】
[0019]本實施例是一種可以檢測進入到過膠機內進行過膠的膠膜的厚度，并根據檢測到的膠膜厚度自動對電機進行控制的智能全自動變頻過膠機本實施例的過膠機包括兩個部分，第一部分是對進入的膠膜進行厚度檢測，這是一種實時檢測，它實施檢測到膠模的厚度后，采用變頻控制方式控制膠輥的轉速，當然是通過控制電機的轉速來達到控制膠輥的轉速的，我們都知道，當膠膜較厚時，需要有較長的加熱時間，因此，膠輥的轉速將會被設置較慢，當膠膜較薄時，不需要多長的時間對膠膜加熱，因此，膠輥可以設置較快的轉速。本實施例是通過膠膜厚度檢測裝置實時檢測膠膜的厚度，通過處理器產生控制信號給電機的變頻驅動電路進行控制的。
[0020]如圖2所示，為本實施例的厚度檢測裝置的原理圖，本實施例中，膠膜厚度檢測裝置包括設置在膠膜兩側的相互對應的磁鐵和霍爾傳感器，磁鐵和霍爾傳感器從膠膜兩側擠壓膠膜;還包括根據霍爾傳感器的輸出信號判斷膠膜厚度的處理器模塊，處理器模塊產生攜帶有膠膜厚度的信息的信號輸出端與電機驅動電路的輸入端相連。本實施例中，處理模塊包括單片機，單片機輸出兩路攜帶有膠膜厚度信息的PWMl和PWM2;電機為爪極式永磁電機。
[0021]在圖中可以看到通過彈簧實現磁鐵與霍爾傳感器從膠膜兩側擠壓膠膜。霍爾元件根據磁場距離產生的識別信號經過單片機程序處理來執行膠膜厚度的合適速度信號，經過單片機處理，主要就是放大，通過學習將霍爾傳感器的輸出信號強弱與膠膜厚度掛勾，產生控制信號，這里產生兩路PWM信號，PWMI和PWM2，這兩個信號攜帶了膠膜厚度信息。具體的，本實施例中，磁場和霍爾的距離，霍爾器件產生模擬線性信號，單片機以AD判斷感知強度大小進行計算，根據不同膠膜的合適速度值進行匹配；然后產生對應的SPWM(SinusoidalPulse Width Modulat1n)信號經過輸出推動爪極永磁同步電機運行;頻率越低轉速越慢；頻率越高轉速越快。
[0022]變頻驅動電路是用來對電機進行驅動的，它由兩路PWM信號控制電機的轉速。如圖1所示，為本實施例所采用的變頻驅動電路原理圖。電機驅動電路為變頻驅動電路，包括兩個P-N溝道MOS場效應互補管，它包括有P溝道MOS場效管和N溝道MOS場效管，兩個場效管相互補償。本實施例中用了兩個這樣的管子，分別是U4和U5。如圖1所示，U4和U5分別有8個引腳，其中，1、2、3、4號引腳分別是源極和柵極31、61、32、62，而5、6、7、8引腳是漏極01和02，只是5、6引腳為Dl，7、8引腳為D2。
[0023]如圖1所示，爪極式永磁電機M的電源端+DC分別與U4和U5的源極S2相連，U4和U5的源極SI接機殼地，U4的柵極Gl與U5的柵極G2分別接控制信號P麗I和它的反相信號，U5的柵極Gl與U4的柵極G2分別接控制信號PWM2和它的反相信號。
[0024]U4的漏極D也就是5腳和6腳(這兩個引腳在封裝的管子里是短接的)接爪極式永磁電機M的火線，U5的漏極D也就是7腳和8腳同樣也接爪極式永磁電機M的火線，在火線上，U4的漏極D的接入點與U 5的漏極D的接入點之間還設置有一個電容C18，它的規格可以是104PF63V。
[0025]本實施例中采用的產生信號的反相器電路是三極管電路，如圖分別有兩個三極管反相器電路分別是三極管BG3和三極管BG4組成的反相電路，三極管BG3和三極管BG4的集電極分別通過串連的電阻R8、電阻Rl I和串連的電阻R9、電阻Rl4接電源+DC，其中，電阻R8和電阻R9可以設計成阻值一樣的分壓電阻，三極管BG3和三極管BG4的發射極統一接電源地，三極管BG3和三極管BG4的基極分別接需要反相的控制信號，這里分別是P麗I和P麗2，對它們進行反相，這里，還設置有基極電阻分別是電阻R12和電阻R13。本領域技術人員都知道，當基極信號是高電平時，三極管導通，則電阻的作用，從分壓電阻與集電極電阻之間引出的信號就是一個低電平，本實施例中，分壓電阻R8和分杖電阻R9遠大于集電極電阻R12和集電極電阻R13。同樣，當PWM信號是高時，三極管截止，從分壓電阻與集電極電阻之間引出的信號就是一個高電平。
[0026]本實施例的爪極式永磁電機M在使用時可能單向或兩個方向都需要旋轉，因此，具有正轉零線和反轉零線，當正轉零線加入回路和中時，爪極式永磁電機M正轉，當反轉零線加入回路和中時，爪極式永磁電機M反轉。因此，有一個二線一開關，這個二選一開關的選項分別是兩個零線，由一個繼電器控制，繼電器驅動電路也是一個三極管BG2，BG2的基極接單片機的控制正轉反轉的控制信號輸入端，這與目前的過膠機沒有多少區別，但為了減小體積和降低成本，兩根零線之間原來使用的較大，這里改成電解電容，可以大減小體積，為了使電解電容的陰極、陽極接法正確，因此，本實施例中采用了移相運行電路，移相運行電路包括二極管D8、二極管D9、電解電容C6、電解電容C7; 二極管D8的陰極、電解電容C6的陽極接正轉零線、二極管D9的陰極、電解電容C7陽極接反轉零線;二極管D8的陽極與二極管D9陽極相連，電解電容C6的陰極與電解電容C7陰極相連;二極管D8的陽極與二極管D9陽極相連處與電解電容C6的陰極與電解電容C7陰極相連處連接。
【主權項】
1.一種爪極永磁同步電機的驅動電路，設置在爪極永磁同步電機與其電源之間，其特征在于:由兩路PffM信號控制，包括第一P-N溝道MOS場效應互補管和第二P-N溝道MOS場效應互補管； 兩路PffM信號分別為PffMl和PWM2 ； PWMl接所述的第一P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PWMl通過第一反相器反相以后接所述的第二 P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳;PWM2接所述的第二 P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PWM2通過第二反相器反相以后接所述的第一P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳； 第一 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳接機殼；第一 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳接電源； 第一 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳，第二 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳接爪極永磁同步電機的電源輸入引腳。2.根據權利要求1所述的爪極永磁同步電機的驅動電路，其特征在于:所述的第一反相器包括三極管BG4、電阻R9、電阻Rl4;電源經過串連的電阻R9和電阻R14以后接三極管BG4的集電極，三極管BG4的發射極接電源地、三極管BG4的基極接PWMl，在電阻R9和電阻Rl4的連接處輸出PWMl的反相信號； 所述的第二反相器包括三極管BG3、電阻R8、電阻Rll;電源經過串連的電阻R8和電阻Rl I以后接三極管BG3的集電極，三極管BG3的發射極接電源地、三極管BG3的基極接PWM2，在電阻R8和電阻Rl I的連接處輸出PWM2的反相信號。3.根據權利要求1所述的爪極永磁同步電機的驅動電路，其特征在于:在第一反相器中還包括電阻R13作為基極電阻;在第二反相器中還包括電阻R12作為基極電阻。4.根據權利要求1所述的爪極永磁同步電機的驅動電路，其特征在于:在第一P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳之間還設置有電容C18。5.根據權利要求1至4中任一所述的爪極永磁同步電機的驅動電路，其特征在于:還包括控制電機正轉或反轉的方向控制電路;所述的方向控制電路包括由繼電器控制的二選一開關，二選一開關的根接電機的火線，兩個選項端分別接正轉零線和反轉零線。6.根據權利要求5所述的爪極永磁同步電機的驅動電路，其特征在于:在正轉零線和反轉零線之間還連接有移相運行電路，所述的移相運行電路包括二極管D8、二極管D9、電解電容C6、電解電容C7; 二極管D8的陰極、電解電容C6的陽極接正轉零線、二極管D9的陰極、電解電容C7陽極接反轉零線;二極管D8的陽極與二極管D9陽極相連，電解電容C6的陰極與電解電容C7陰極相連;二極管D8的陽極與二極管D9陽極相連處與電解電容C6的陰極與電解電容C7陰極相連處連接。7.一種智能全自動變頻過膠機，包括帶動膠棍的爪極永磁同步電機，其特征在于:爪極永磁同步電機的驅動電路包括第一 P-N溝道MOS場效應互補管和第二 P-N溝道MOS場效應互補管;智能全自動變頻過膠機產生的控制信號分別為PWMl和PWM2; 所述的第一 PWM信號產生電路產生PWMl、第二 PWM信號產生電路產生PWM2; PWMl接所述的第一P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PWMl通過第一反相器反相以后接所述的第二 P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳;PWM2接所述的第二 P-N溝道MOS場效應互補管的Gl腳，通過PWM2通過第二反相器反相以后接所述的第一P-N溝道MOS場效應互補管的G2腳； 第一 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的SI腳接機殼；第一 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳和第二 P-N溝道MOS場效應互補管的S2腳接電源； 第一 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳，第二 P-N溝道MOS場效應互補管的Dl腳和D2腳接爪極永磁同步電機的電源輸入引腳。8.根據權利要求7所述的智能全自動變頻過膠機，其特征在于:在膠膜進入膠輥前還包括檢測膠膜厚度的厚度檢測裝置;所述的厚度檢測裝置包括設置在膠膜兩側的相互對應的磁鐵和霍爾傳感器，所述的磁鐵和霍爾傳感器從膠膜兩側擠壓膠膜;還包括根據所述的霍爾傳感器的輸出信號判斷膠膜厚度的處理器模塊，所述的處理器模塊產生攜帶有膠膜厚度的信息的信號輸出端與電機驅動電路的輸入端相連。9.根據權利要求8所述的智能全自動變頻過膠機，其特征在于:所述的處理模塊包括單片機，所述的單片機輸出兩路攜帶有膠膜厚度信息的PWMl和PWM2;所述的電機為爪極式永磁電機。
【文檔編號】B32B41/00GK205647334SQ201620344230
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月23日
【發明人】賀永志, 申亮
【申請人】深圳柯菲電子有限公司