一种长寿命低噪声的电磁制动控制电路设计与分析

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　　图1是机电设备中一种常见的电磁制动电路，其工作原理是当K1（或K2，电机运转方向不同）闭合时电机D得电工作，同时制动线圈L得电打开刹车。使用中发现，如果该电路长时间工作时，制动线圈很容易被烧毁，并且正常工作时也伴有嗡嗡的低频叫声。通常制动器工作时，都需要制动线圈有较大的电流制动器才能打开，当制动器打开后较小的电流便能维持其工作。而图1中制动线圈一直工作在制动器打开的模式，其电流大，长时间工作温度升高，易导致烧毁，如果制动线圈的制作工艺差，流过制动线圈的交流电很容易带来50Hz电磁振荡声。为此，本人制作了一种以大电流打开、小电流维持其工作的电磁制动控制电路（见图2），经使用该电路性能稳定，无噪声，一直延用至今三年多从没出现过故障。
　　工作原理：当电机工作时（K1或K2闭合）R1～ N两端220V的交流电，一路经Z1整流在V1端产生220V脉动直流电，经C流过制动线圈L，由于C的电流特性是从大到小，在上电瞬间的大电流流过制动线圈L打开制动器，同时电机D得电工作；另一路经变压器B变压后输出24V交流电，经Z2整流后输出24V脉动直流电，经D流过L线圈，C充电结束后用这一较小电流继续维持L工作。由于制动线圈中流过的是直流电流，电磁铁的磁力线方向不变，所以吸合好，无噪声；当K1（或K2）断开时，电机失电，同时B失电，制动线圈L无电流流过，制动器动作，电机停转。为了使本制动系统能反复快速的多次启停，加入了放电回路J和R，电路工作时V1端24V直流电压使J吸合，J的常闭触点断开，放电回路不工作；电路停止工作时，J失电，C的电压经R和J的一组常闭触点放电，为制动器下一次启动作好准备。D为保护二极管，在电路启动时防止C的充电流流过J和击穿Z2。

　　元件选择：所有元件均无特殊要求，Z1用600V/3A桥堆，Z2用600V/1A桥堆，C用330uF/400V电容，B用220V/24V/20W工业变压器，J为普通小型继电器，R为47K/2W碳膜电阻，D为1A/1000V普通二极管，此电路只要组装无误，无须调试便可工作。