专利名称：一种直流电机停止与下行的控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及驱动挡烟垂壁、电动卷帘门上下行的直流电机，特别涉及一种可使挡 烟垂壁电控停止(制动)和电动卷帘门下行速度可以控制及调速的直流电机控制装置与方法。
背景技术：
根据挡烟垂壁公共安全行业标准(GA533_20(^)控制方式要求，即当烟感探测器 或系统断电时，挡烟垂壁能自动下降至挡烟工作位置。目前市场上挡烟垂壁产品制动均采 用机械加电控的刹车方式，即当系统断电时由蓄电池提供电量将刹车机构脱离，让挡烟垂 壁自动或由蓄电池供电使挡烟垂壁下降。此制动方式因为使用蓄电池作为备用电源和使用 机械刹车，当蓄电池电能耗尽或机械刹车机构故障时，将造成火警时挡烟垂壁不能自动下 降至挡烟工作位置，因此该制动方式存在缺陷和故障隐患。目前市场上由直流电机进行驱动的电动卷帘门控制系统，电动机的旋转方向与卷 帘门运动方向同向，由于卷帘门的门板下行时受重力加速度的影响，其重力势能通过转轴 的转动转化为电能提供给电动机，此时电动机就相当于发电机，其两端的电压迅速增加，使 门体下行速度加快，噪音增大，而且卷帘门的下行速度无法控制，极易对人身构成威胁，存 在安全隐患。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种直流电机停止与下行的控制装 置及其控制方法，其为直流电动机提供反向电压的方式让挡烟垂壁停止，使电动卷帘门勻 速下降并且下行速度可控，排除挡烟垂壁及电动卷帘门下行时的安全隐患。为实现上述目的，本发明技术方案为一种直流电机停止与下行的控制装置，其特征在于一受控电压与一额定电压分 别经一电压输出切换电路连接直流电机，该直流电机依序连接一电机电压检测电路、一电 压信号反馈装置及一可控电源输出电路，该可控电源输出受控电压。所述的电压输出切换电路是由继电器K1，K2的公共端分别接于电机两端；继电器 Kl的常闭端接二极管D2的A端，继电器Κ2的常闭端接二极管Dl的A端，二极管D1、D2的 K端接在一起接入电源负极；继电器Kl，K2的常开端接在一起接入继电器K3的公共端；继 电器K3的常闭端、常开端分别接受控电压输入和额定电压输入；继电器Kl的控制线圈两端 分别接二极管D3的A、K端，二极管D3的K端再接正电源，二极管D3的A端接三极管Ql的 C极；继电器K2的控制线圈两端分别接二极管D4的A、K端，二极管D4的K端再接正电源， 二极管D4的A端接三极管Q2的C极；继电器K3的控制线圈两端分别接二极管D5的A、K 端，二极管D5的K端再接正电源，二极管D5的A端接三极管Q3的C极；三极管Ql、Q2、Q3 的E极接地；一上行电阻Rl的一端接上行信号输入，另一端接三极管Ql的B极；一下行电 阻R2的的一端接下行信号输入，另一端接三极管Q2的B极；一切换电阻R3的的一端接切换信号输入，另一端接三极管Q3的B极。一种直流电机停止与下行的控制方法，特征在于当需要挡烟垂壁及电动卷帘门 停止时，为直流电机提供与下行旋转方向相反的反向电压，其电压值的大小正可以阻止直 流电机转动，因而实现电动机停止；当下行速度允许偏差值较大时，采用额定电压供电；当 下行加速超过一定速度时通过自动转换开关，为电机提供方向电压并将一电阻串入电机线 圈回路中实现电动门勻速下行；对于下行速度允许偏差值较小时，采用受控电压供电，实时 监测电机线圈两端电压并提供一个反馈信号给受控电压产生电路控制输出电压，使电机两 端电压维持在正常速度时的电压值。上述技术方案的有益之处在于本发明摒弃了现有技术中机械加电控的刹车方式，采用直流电机进行驱动的电动 卷帘门的控制方式。如上所述，当需要输出给电机上行工作电压时，由控制电路来的上行信 号与切换信号同时输出高电平，三极管Q1、Q3导通，进而继电器K1、K3控制线圈通电，两继 电器Κ1、Κ3的公共端与常开端闭合。额定电压由继电器Κ3输出，依序经继电器Κ1、电机、 继电器Κ2、二极管D1连接电源负极，使电机上行。当需要输出给电机下行工作电压时，由控制电路来的下行信号输出高电平，三极 管Q2导通，进而继电器Κ2控制线圈通电，继电器Κ2的公共端与常开端闭合。受控电压由 继电器Κ3输出，依序经继电器Κ2、电机、继电器Κ1、二极管D2连接电源负极，使电机上行。 电机下行采用供给其反向电压方式实现勻速下行(正常的直流电机下行速度会加速，且速 度大于上行时的速度)。为了实现电机下行时的速度与上行时的速度相等(允许一定的偏差)，则必须让 电机上行与下行时的电压绝对值相等。我们可以通过实时监测电机两端的电压调节受控电 压的输出从而实现门体下行速度与上行速度相等。其中受控电压的控制可以采取下列方 法一、对于下行速度允许偏差值较大时，采用正常电压供电，当下行加速超过一定速度时 通过开关(继电器或半导体电子开关)将一电阻串入电机线圈回路中实现减速，从而使整 个门体上下行速度差异不大；二、对于下行速度允许偏差值较小时，采用受控电压供电，实 时监测电机线圈两端电压并提供一个反馈信号给受控电压产生电路控制输出电压，使电机 两端电压维持在正常速度时的电压值，从而保证上下行速度的一致；三、当需要输出让电机 停止的电压时，由控制线路来的上行信号输出高电平，三极管Ql导通，进而继电器Kl控制 线圈通电，继电器Kl的公共端与常开端闭合。受控电压由继电器Κ3输出，依序经继电器Κ1、 电机、继电器Κ2、二极管Dl连接电源负极，使电机停止。电机停止采用电子刹车停止，供给 电机一个上行的力以抵消负载拉动电机往下的力。
图1是本发明工作原理图；图2是本发明电压输出切换电路的电路图。
具体实施例方式现结合附图和说明本发明。如图1所示的一种直流电机停止与下行的控制装置，其由一受控电压与一额定电压分别经一电压输出切换电路连接直流电机Bi，该直流电机Bl依序连接一电机电压检测 电路、一电压信号反馈装置及一可控电源输出电路，该可控电源输出受控电压。如图2所示，所述的电压输出切换电路是由继电器Kl，K2的公共端分别接于电机 两端；继电器Kl的常闭端接二极管D2的A端，继电器K2的常闭端接二极管Dl的A端，二 极管Dl、D2的K端接在一起接入电源负极；两二极管Dl、D2是为了防止在断电情况下由于 电机通过继电器K1、K2的常闭点连接一起、门体较轻时无法下行(自由落体)而设置的。继电器Κ1，Κ2的常开端接在一起接入继电器Κ3的公共端；继电器Κ3的常闭端、常 开端分别接受控电压输入和额定电压输入；继电器Kl的控制线圈两端分别接二极管D3的 A、K端，二极管D3的K端再接正电源，二极管D3的A端接三极管Ql的C极；继电器Κ2的 控制线圈两端分别接二极管D4的A、K端，二极管D4的K端再接正电源，二极管D4的A端 接三极管Q2的C极；继电器Κ3的控制线圈两端分别接二极管D5的Α、Κ端，二极管D5的K 端再接正电源，二极管D5的A端接三极管Q3的C极；三极管Ql、Q2、Q3的E极接地；一上 行电阻Rl的一端接上行信号输入，另一端接三极管Ql的B极；一下行电阻R2的的一端接 下行信号输入，另一端接三极管Q2的B极；一切换电阻R3的的一端接切换信号输入，另一 端接三极管Q3的B极。为了实现电机下行时的速度与上行时的速度相等(允许一定的偏差)，则必须让 电机上行与下行时的电压绝对值相等。我们可以通过实时监测电机两端的电压调节受控电 压的输出从而实现门体下行速度与上行速度相等。其中受控电压的控制可以采取下列方 法一、对于下行速度允许偏差值较大时，采用额定电压供电，当下行加速超过一定速度时 通过开关(继电器或半导体电子开关)将一电阻串入电机线圈回路中实现减速，从而使整 个门体上下行速度差异不大；二、对于下行速度允许偏差值较小时，采用受控电压供电，实 时监测电机线圈两端电压并提供一个反馈信号给受控电压产生电路控制输出电压，使电机 两端电压维持在正常速度时的电压值，从而保证上下行速度的一致；三、当需要挡烟垂壁及 电动卷帘门停止时，为直流电机提供与下行旋转方向相反的反向电压，其电压值的大小正 可以阻止直流电机转动，因而实现电动机停止。如图2所示，当需要输出让电机停止的电压 时，由控制线路来的上行信号输出高电平，三极管Ql导通，进而继电器Kl控制线圈通电，继 电器Kl的公共端与常开端闭合。受控电压由继电器Κ3输出，依序经继电器Κ1、电机、继电 器Κ2、二极管Dl连接电源负极，使电机停止。电机停止采用电子刹车停止，供给电机一个上 行的力以抵消负载拉动电机往下的力。如上所述包括了图2中的继电器、二极管换成均可替换成电子开关(半导体器件) 等形式，其均属于该发明的应用范畴。
权利要求
1.一种直流电机停止与下行的控制装置，其特征在于一受控电压与一额定电压分别 经一电压输出切换电路连接直流电机，该直流电机依序连接一电机电压检测电路、一电压 信号反馈装置及一可控电源输出电路，该可控电源输出受控电压。
2.如权利要求1所述的一种直流电机停止与下行的控制装置，其特征在于所述的电 压输出切换电路是由继电器Kl，K2的公共端分别接于电机两端；继电器Kl的常闭端接二 极管D2的A端，继电器K2的常闭端接二极管Dl的A端，二极管Dl、D2的K端接在一起接 入电源负极；继电器Kl，K2的常开端接在一起接入继电器K3的公共端；继电器K3的常闭 端、常开端分别接受控电压输入和额定电压输入；继电器Kl的控制线圈两端分别接二极管 D3的A、K端，二极管D3的K端再接正电源，二极管D3的A端接三极管Ql的C极；继电器 K2的控制线圈两端分别接二极管D4的A、K端，二极管D4的K端再接正电源，二极管D4的 A端接三极管Q2的C极；继电器K3的控制线圈两端分别接二极管D5的A、K端，二极管D5 的K端再接正电源，二极管D5的A端接三极管Q3的C极；三极管Ql、Q2、Q3的E极接地； 一上行电阻Rl的一端接上行信号输入，另一端接三极管Ql的B极；一下行电阻R2的的一 端接下行信号输入，另一端接三极管Q2的B极；一切换电阻R3的的一端接切换信号输入， 另一端接三极管Q3的B极。
3.一种直流电机停止与下行的控制方法，特征在于当需要挡烟垂壁及电动卷帘门停 止时，为直流电机提供与下行旋转方向相反的反向电压，其电压值的大小正可以阻止直流 电机转动，因而实现电动机停止；当下行速度允许偏差值较大时，采用额定电压供电；当下 行加速超过一定速度时通过自动转换开关，为电机提供反向电压并将一电阻串入电机线圈 回路中实现电动门勻速下行；对于下行速度允许偏差值较小时，采用受控电压供电，实时监 测电机线圈两端电压并提供一个反馈信号给受控电压产生电路控制输出电压，使电机两端 电压维持在正常速度时的电压值。
全文摘要
本发明公开一种直流电机停止与下行的控制装置及其控制方法，其由受控电压与额定电压分别经一电压输出切换电路连接直流电机，该直流电机依序连接电机电压检测电路、电压信号反馈装置及一可控电源输出电路，该可控电源输出受控电压。本发明控制电机停止与下行的方法，与现有技术相比，可实现电动卷帘门下行速度可控，排除挡烟垂壁及电动卷帘门下行时的安全隐患。
文档编号H02P7/06GK102082531SQ200910112918
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者刘王雍杰, 方云环, 陈锦山 申请人:漳州市麒麟电子有限公司