智能开窗机控制器的电路制作

此款智能开窗机控制器具有简单、可靠、实用、适应性强等特点,特别是电路具有到位自停功能,可以方便地和各种控制器连接实现手动和自动智能开窗的控制,为人们的生活提供方便。
一、电路组成和工作原理
整个开窗机控制电路如下图所示,电路由输入部分,电流检测控制部分和执行部分组成。输入部分接收输入控制开窗机开、关的直流输入电压,决定了开窗机的开和关,同时输入的电压为检测和执行部分提供电源。电流检测控制部分通过检测电路,实现开窗电机在开、关窗到位后自动切断电机电源而停止。执行部分为触点和电机的组合,决定电机的旋转方向,保证了电路的可靠运行。
1.开窗电机的运转原理
开窗机的开和关是通过执行部分控制额定电压为24v的开窗直流电机的正反转来实现。该电路通过两个继电器触点的切换,实现了电机的正反转和制动停车。简化的控制电路如下图所示。
下图(a)中所示为开窗电机停止的状态,两个继电器ka1和ka2的触点都不动作。电动机的电枢两端接地,电源不能加到电动机的两端,,开窗电机在由转动到停止的瞬间实现了停车制动功能。
下图(b)中,当要控制电机一个方向(正转)时,使继电器ka1动作,ka2不动作。直流电源通过ka1的动合触点加到开窗电机的正端,开窗电机的负端通过ka2的动断触点接地,实现了电机的一个方向的旋转。
下图(c)中,当要控制电机往相反方向(反转)时,使继电器ka2动作,ka1不动作。直流电源通过ka2的动合触点加到开窗电机的负端,开窗电机的正端通过ka1的动断触点接地,实现了电机的相反方向的旋转。
执行电路中的其他元件如压敏电阻rv2,电容c3,二极管vd3、vd4起保护作用。
2.电流检测控制电路原理
该电路由电流取样元件r7、r8、rl0、rll、rt1、rt2,控制核心元件vl、v2和执行元件ka3等辅助元件构成。在直流电源24v加入的瞬间,由于停止状态下ka3的触点是断开的,电路参数取值使得三极管v2截止,vl导通,ka3得电,为电机回路提供电源,电机得电运转。当开窗到位后,电机电流增加,电流在rl0上的电压增加,当该电压达到一定程度时,三极管v2导通,控制vl截止,ka3失电,切断开窗电机的电源,同时通过反馈电阻r5保证vl稳定截止。即使电源一直通电,也保证电机断电,除非重新通电,电机才可以得电动作。电路中的压敏电阻rv1用作过电压保护。热敏电阻rt1作温度补偿,电阻rt2作过流保护。电路中加入cl、c2保证电路稳定可靠工作。电阻rl0的大小决定了电机停止动作的电流值,电阻阻值增大,电机动作的电流减小,电机输出的力矩也将减小,反之减少电阻,电机的动作电流加大,输出力矩增大到较大时电机才停车。
3.整个电路的工作原理
在输入端f加入24v直流电源,ka2不得电,ka1线圈得电,触点闭合为电机正(或反)向提供电源通路,同时24v直流电源通过vd1加入检测电路,检测电路使得ka3动作,触点闭合电源通过r5、r2、rl和rl0、rll支路,rt2,ka3的动合触点,ka1的动合触点加到直流电机的一端,直流电机的另外一端通过ka2的动断触点接地,实现了电机的正(或反)转,当开窗到位时,电机堵转,电流增加,检测电路使ka3动作,电机失电而停转。当在电路的r端加24v的直流电源,器工作原理和上述过程基本类似只是ka1不得电,ka2得电,电机反(或正)转。加入vd1和vd2隔离了输入的正或反向的工作电压,保证电路按需动作。
二、主要元件选择和调试
电路中的元件没有特殊要求,按图1中标出的元件参数选择即可。需要说明的是:
①电路图中的输入控制电压为24v是为了和消防控制系统联动,所以继电器线圈也选用直流24v,直流电机额定电压为24v,电机最大电流为1.5a。换用不同的电机或输入电压不同应修改电路中元件的参数,以保证电路能可靠动作。
②电路中rl0功率为3w,其阻值大小回改变输出动作的转矩的大小。
③继电器的触点电流应能满足电机使用的需求,一定要选择合格的产品。只要按电路中元件选择参数,整个电路安装结束几乎不用调试就可以投入使用,如果电机的驱动力矩较小就自动停止,应减少rl0的阻值;反之,加大rl0的阻值。
三、电路的印制电路板图
电路的印制电路板图如下图示(略)。
该电路既可以单独使用24v的直流电源输入手动控制开窗机的开关,也可以和智能的控制器配套使用,实现遥控或风雨自动开关窗,效果良好。

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