此款智能開窗機控制器具有簡單、可靠、實用、適應性強等特點,特別是電路具有到位自停功能,可以方便地和各種控制器連接實現手動和自動智能開窗的控制,為人們的生活提供方便。
一、電路組成和工作原理
整個開窗機控制電路如下圖所示,電路由輸入部分,電流檢測控制部分和執行部分組成。輸入部分接收輸入控制開窗機開、關的直流輸入電壓,決定了開窗機的開和關,同時輸入的電壓為檢測和執行部分提供電源。電流檢測控制部分通過檢測電路,實現開窗電機在開、關窗到位后自動切斷電機電源而停止。執行部分為觸點和電機的組合,決定電機的旋轉方向,保證了電路的可靠運行。
1.開窗電機的運轉原理
開窗機的開和關是通過執行部分控制額定電壓為24V的開窗直流電機的正反轉來實現。該電路通過兩個繼電器觸點的切換,實現了電機的正反轉和制動停車。簡化的控制電路如下圖所示。
下圖(a)中所示為開窗電機停止的狀態,兩個繼電器KA1和KA2的觸點都不動作。電動機的電樞兩端接地,電源不能加到電動機的兩端,,開窗電機在由轉動到停止的瞬間實現了停車制動功能。
下圖(b)中,當要控制電機一個方向(正轉)時,使繼電器KA1動作,KA2不動作。直流電源通過KA1的動合觸點加到開窗電機的正端,開窗電機的負端通過KA2的動斷觸點接地,實現了電機的一個方向的旋轉。
下圖(c)中,當要控制電機往相反方向(反轉)時,使繼電器KA2動作,KA1不動作。直流電源通過KA2的動合觸點加到開窗電機的負端,開窗電機的正端通過KA1的動斷觸點接地,實現了電機的相反方向的旋轉。
執行電路中的其他元件如壓敏電阻RV2,電容C3,二極管VD3、VD4起保護作用。
2.電流檢測控制電路原理
該電路由電流取樣元件R7、R8、Rl0、Rll、RT1、RT2,控制核心元件Vl、V2和執行元件KA3等輔助元件構成。在直流電源24V加入的瞬間,由于停止狀態下KA3的觸點是斷開的,電路參數取值使得三極管V2截止,Vl導通,KA3得電,為電機回路提供電源,電機得電運轉。當開窗到位后,電機電流增加,電流在Rl0上的電壓增加,當該電壓達到一定程度時,三極管V2導通,控制Vl截止,KA3失電,切斷開窗電機的電源,同時通過反饋電阻R5保證Vl穩定截止。即使電源一直通電,也保證電機斷電,除非重新通電,電機才可以得電動作。電路中的壓敏電阻RV1用作過電壓保護。熱敏電阻RT1作溫度補償,電阻RT2作過流保護。電路中加入Cl、C2保證電路穩定可靠工作。電阻Rl0的大小決定了電機停止動作的電流值,電阻阻值增大,電機動作的電流減小,電機輸出的力矩也將減小,反之減少電阻,電機的動作電流加大,輸出力矩增大到較大時電機才停車。
3.整個電路的工作原理
在輸入端F加入24V直流電源,KA2不得電,KA1線圈得電,觸點閉合為電機正(或反)向提供電源通路,同時24V直流電源通過VD1加入檢測電路,檢測電路使得KA3動作,觸點閉合電源通過R5、R2、Rl和Rl0、Rll支路,RT2,KA3的動合觸點,KA1的動合觸點加到直流電機的一端,直流電機的另外一端通過KA2的動斷觸點接地,實現了電機的正(或反)轉,當開窗到位時,電機堵轉,電流增加,檢測電路使KA3動作,電機失電而停轉。當在電路的R端加24V的直流電源,器工作原理和上述過程基本類似只是KA1不得電,KA2得電,電機反(或正)轉。加入VD1和VD2隔離了輸入的正或反向的工作電壓,保證電路按需動作。
二、主要元件選擇和調試
電路中的元件沒有特殊要求,按圖1中標出的元件參數選擇即可。需要說明的是:
①電路圖中的輸入控制電壓為24V是為了和消防控制系統聯動,所以繼電器線圈也選用直流24V,直流電機額定電壓為24V,電機最大電流為1.5A。換用不同的電機或輸入電壓不同應修改電路中元件的參數,以保證電路能可靠動作。
②電路中Rl0功率為3W,其阻值大小回改變輸出動作的轉矩的大小。
③繼電器的觸點電流應能滿足電機使用的需求,一定要選擇合格的產品。只要按電路中元件選擇參數,整個電路安裝結束幾乎不用調試就可以投入使用,如果電機的驅動力矩較小就自動停止,應減少Rl0的阻值;反之,加大Rl0的阻值。
三、電路的印制電路板圖
電路的印制電路板圖如下圖示(略)。
該電路既可以單獨使用24V的直流電源輸入手動控制開窗機的開關,也可以和智能的控制器配套使用,實現遙控或風雨自動開關窗,效果良好。
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