交流数码导航电动伸缩门软启动电路设计
O引言
交流数码导航电动伸缩门控制方式难点在于如何使得机头内的2个交流电机启动运行保持同步以使门体按照预计轨线平滑稳步运行.总体来说,制约其正常运行的因素较多,比如:门体结构的对称性、电机特性、运行地面状况、天气环境因素、控制电路方面等。而就控制电路相关部分主要是软启动电路的设计。软启动电路的功能是保证机头启动平稳,减少对机械结构的冲击,延长电机以及伸缩门的使用寿命,并能有效抗击电网尖峰电压。每一套数码导航控制板上均有2个完全相同的软启动电路,分别控制2个电机的运行.下面将对软启动控制电路和优化后的控制电路进行比对分绍.
1软启动电路分析
电动伸编门数码导航控制方式所采用的软启动设计电路如图1所示.
+5V为单片机的供电电源;R一SILICON与ARM芯片的1/0口相连,用于控制光藕的通断,JF3(L)直接与AC交流电中的火线相连;LOUTR直接与右电机(相对左电机而言)的接线端相连。M(犯3020是双向晶闸管输出型的光电辆合器,输出端的额定电压为400V,最大翰出电流为1.ZA,最大隔离电压为7500V,愉人端控制电流小于30mA,典型输人端触发电流值为15mA[,〕,MOC3o20的作用是隔离单片机系统和触发外部的双向晶闸管即可控硅。可控硅为BTAZo一600B,额定电流ZoA,耐压600丫,〕,它的主要作用除了直接控制电机软启动电压外还可消除其它继电器因频繁通断而造成的打火现象或隐患。
(1)图l中MOC3oZO输人端的电流大小为:(5一1.5)/510“6.smA,根据M(犯3020光藕的datasheet资料分析,此值远小于该器件的典型翰人端触发电流值15mA[’〕;
(2)光藕M(又3020器件在硬件上未采取任何保护电路;
(3)可控硅BTA20器件也未在硬件上采取任何保护电路;
(4)电阻RZ的作用是限制流过M(又3020输出端的电流不超过1.ZA,RZ选值为:RZ=Vp/I,~22oX万/l.2一2590,取330n,可控硅门极和阴极间串入电阻R3的作用是降低其灵敏度,减少可控硅误触发,提高系统的可靠性;
(5)可控硅的触发脉冲每周期(即AC50H:交流电周期为20rns)触发一次,触发脉冲宽度大约为10~15娜。此电路除电阻R39取值不合理外,最重要的是未针对关键器件光藕M(犯3020和可控硅BTA20添加任何保护电路。该电路一般只适用于带阻性负载,而负载电机为感性负载且功率较大,尤其是电机启动和停止运行瞬间因电压急剧上升或者下降而产生较强的干扰脉冲等信号,这不仅会导致可控硅、光藕寿命降低,而且还会导致误动作的发生,故此电路存在隐患。
2软启动电路优化
针对电路存在的隐患,对其作如下优化,如图2所示。
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