作为一名电子硬件工程师,自己接触的第一款与电机驱动相关的设计,是参考韩国的一款燃气安全阀产品,模仿涉及电机驱动的燃气安全阀。那段时间老板从另一个行业转型,去韩国带回一款燃气安全阀,主要功能是定时关阀和通过热式原理测燃气流速。那段时间,全国各地出现不少的燃爆事故,觉得这款产品应该能有好的市场前景。
1.设计思路
用电池供电,通过升压给驱动减速电机,由电机带动球阀,实现燃气的开通和关断。再通过MCU实现定时、数据远传、通过热式流速数据的挖掘生成一些新的安全功能。
![减速电机](https://forum.monolithicpower.cn/uploads/default/original/2X/7/750d6488152eec4697ab26b5cb8d69ae221d004f.png)
2.主要解决问题
从原理来看难度不是很大,但是在实际调试过程中也颇费周折。
首先,由于电机输出的扭力太小,需要在其原有的减速装置上面再增加几级减速装置,需要平衡转速和输出扭力,转速低了,开关阀时间必然加长,产品体验感必然缺失,转速快了,输出的扭力必然降低;其次,到位检测也下了不少心思,开始采用的是到位开关检测,这个在结构方面进行了精心设计,但总有到位触发后将到位检测开关挤坏的状况,思量再三,最后采用检测电机的电流大小作为到位的检测指标,依据是,阀门在关闭到位前有个瞬时电流突增的条件。电机驱动原理图中的358就是用来检测电流的变化来达到检测关阀到位的原件。
因为是小负载驱动,用的UTC的6208的驱动能力足够了。在设计过程中遇到的最主要的矛盾其实是国产燃气阀门的加工水平。开始设计方案时,我们比对的日本光阳的阀门,不得不说小日子的阀门制作的好在开关阀扭力与气密性完美的匹配,对阀门来说,开关阀扭力的大小与其气密性是相矛盾的事情,扭力大,气密性好,扭力小气密性会差。光阳阀门是家上百年的企业,他们的阀门气密性好,而开关阀扭力小且稳定,用电池+小电机驱动芯片即可完全驱动。而国产的阀门,要保持气密性达到标准要求,开关阀扭力做的非常大。我们的标准要求开关阀扭力是不大于0.6牛米,而光阳阀门能做到0.1牛米,我们的阀门长时间不用搁置后再开启,那扭力大到不可想象,用电池驱动是开不了的,而光阳阀门无论放置多久,开阀的扭力变化不大。这是机加工水平的差距,当年和老总把国内做燃气阀门前五的长江都拜访过了,就没有能达到符合我们要求的供货厂家,一起合作开发的两家公司的小批产品也不尽如意。
想来这都是过去近十年的事情了,我们的国家近几年的发展有目共睹,如果再做这个产品,想必已经不是问题了。
当年我们模仿的这款产品是款稍有前景的产品,不是障碍在电子方面的设计,而因为国内机加工水平的限制导致最终搁浅,实在可惜。
因为在燃气行业领域待过一段时间,常关注燃气爆炸事故,也衷心的祝愿有款好的燃气安全产品,能彻底守护千家万户的燃气安全!