CN2638330Y - 一种电磁调速电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的电磁调速电机控制器，包括电源、给定环节、比较器、移相触发电路、转速显示电路、速度负反馈环节、主回路，将给定的速度模拟量输入移相触发电路，移相触发电路触发主回路驱动电磁调速电机，测速负反馈环节将测得的实际速度，以模拟量输到比较器与给定速度的模拟量相比较，该差值反馈到移相触发电路，同时由转速显示电路显示。其特征在于：在给定电路与比较器之间加有微分环节，使电磁调速电机从零启动逐步达到给定转速进入稳态。其优点在于：电磁调速电机的价格和维护费用都很低，再通过对电磁调速电机控制部分的微机改进，得到较理想的控制，使之运行可靠。这样在它广泛的应用领域有较大的实用价值，将实现良好的经济效益。

Description

一种电磁调速电机控制器

技术领域：

本实用新型涉及调速控制器，尤其适用于控制电磁调速电机。

背景技术：

在许多自动控制***中，几乎都要求对电力拖动的执行电机进行调速，因此，调速电机是自动控制***中非常关键和重要的元件之一。目前广泛应用的电机调速方式有①交流变频调速电机，②直流调速电机，③电磁调速电机，④步进电机，⑤伺服电机等。其中电磁调速电机由于可以实现恒转矩无级调速，调速范围宽(可达10∶1～20∶1)，结构简单，维护方便，尤其是比其他调速电机具有更低廉的价格，而深受用户的欢迎；在国外，在调速精度要求一般的拖动装置中几乎都用这种电机。在自动化的无损检测***等自动检测领域，采用交流变频调速电机往往会对超声探伤仪、涡流探伤仪等精密检测仪表造成难以克服的干扰，运行在低速时电机易发热烧毁：而直流调速电机的控制***复杂，造价昂贵，效能低，因此在自动检测***中，采用电磁调速电机是较为理想的。

但是，目前国内电磁调速电机是广泛采用JDIA型调速电机控制器控制YCT型调速电机，其控制器大多是出于原机械部全国统一设计。要求每次开机时从零开始缓慢调速至给定速度，停机时要将速度设定调归零，否则，转速给定电位器不置零，则在全负荷、全速启动时产生很大冲击电流，也会对传动机械产生很大的冲击。这种对人工操作的高要求很不适合自动控制***的程序控制，而且，也有必要采用微机或数字控制或调节器对速度给定单元实现远程调节。

发明内容：

本实用新型提供一种从零启动逐步达到给定转速进入稳态和用微机控制给定环节的电磁调速电机控制器。

本实用新型提供的电磁调速电机控制器，包括电源部分、给定电路、比较器、移相触发电路、转速显示器、速度负反馈环节、主回路，将给定的速度模拟量输入移相触发电路，移相触发电路触发主回路驱动电磁调速电机，测速负反馈环节将测得的实际速度输到转速显示电路显示，另一方面以模拟量输到比较器与给定速度的模拟量相比较，该差值反馈到移相触发电路。其特征在于：在给定电路与比较器之间加有微分环节，使电磁调速电机从零启动逐步达到给定转速进入稳态，实现调速电机的软启动。

所述电磁调速电机控制器中的给定环节是由微机通过D/A转换器件控制的，以便实现自动化控制。

所述电磁调速电机控制器的D/A转换器件是添加在电路板上的分压权电阻网络及反相器和双向模拟开关，微机的逻辑值通过模拟开关接通或断开电阻网络中的分压权电阻，从而改变输出电压来进行D/A转换。

所述电磁调速电机控制器的分压权电阻网络是两组串联的等比级数的电阻，级数的等比为2，用微机的逻辑值通过模拟开关串联或短路第一组中的分压权电阻，同时经反相器和模拟开关相应地短路或串联第二组中分压权电阻，以改变输出电压来实现D/A转换。

本实用新型提供的电磁调速电机控制器的优点在于：电磁调速电机的价格和维护费用都很低，再通过对电磁调速电机控制部分的微机改进，得到较理想的控制，使之运行可靠。这样在广泛的应用领域有较大的实用价值，将实现良好的经济效益。

附图说明：

图1是电磁调速电机控制器的原有电路原理图；

图2是电磁调速电机控制器的原有原理方框图；

图3是电磁调速电机控制器分压权电阻网络图；

图4是电磁调速电机控制器给定电路和微分环节原理图。

具体实施方式：

本电磁调速电机控制器包括原有的电源部分、给定电路、比较器、移相触发电路、转速显示电路、测速负反馈环节、主回路和新增加的微分电路和微机DA转换电路。本电磁调速电机控制器的原有电路如图1和2所示。

电源部分将外接电源通过电源开关、保险丝加到主回路、电源变压器和氖灯上，电源变压器产生二次电源：供给给定电路的～20V电压、供给比较器的～10V电压、供给移相触发电路的～18V电压和～5V电压。

用微机控制的给定电路中，～20V电压经整流电桥Z₃变成直流电压，再经7815加到相同的两组分压权电阻R、2R、2²R、2³R、2⁴R、2⁵R、2⁶R、2⁷R(相当于原电位计W₁)(见图3)上。

微机并行端口输出8位与给定转速信号电压相对应的数字D₀₀～D₀₇操作模拟开关芯片4066，并通过反相器芯片4069产生相反的数字 D ₀₀～ D ₀₇操作模拟开关芯片4066(见图3)。图3中U_i为电压源，两组2⁰R～2⁷R为分压权电阻。D₀₀～D₀₇为调速电压数字信号输入，是由微机端口输出的8位数字信号，D_i∈{0，1}。调速控制输出的大小A是以二进制数表示：

A＝D₀₇×2⁷+D₀₆×2⁶+…+D₀₀×2⁰                         (1)

将8位数字信号D₀₀～D₀₇及分别反相后的信号 D ₀₀～ D ₀₇接至8个双向模拟开关，使一对相同的分压权电阻其中一个接入(D_i＝1，4066开路)，而另一个只能被短接掉(D_i＝0，4066短路)，这样就控制了给定速度指令信号电压输出U_o的大小，则U_o的表达式为：

         U_o＝K×A＝K×(D₀₇×2⁷+D₀₆×2⁶+…+D₀₀×2⁰)    (2)K为比例常数，

         K＝U_i/(2⁷+2⁶+…+2⁰)＝U_i/255                  (3)适当选择R值，则可使输出电压U_o满足调速电压要求。将U_o加到二极管D₁₄上就实现了***的硬件部分。给定环节将给定的速度模拟量输入比较器。

比较器的电源电压～10V经整流器Z2整流、稳压管WD₁稳压、电位计W₄分压、加到晶体管BG₂的集电极上，由给定环节来的信号U_o和由测速反馈电路来的信号加到晶体管BG₂的基极上。晶体管BG₂集电极上的输出信号输到移相触发电路。

移相触发电路的电源电压～5V经半波滤波整流器D₁₁、C₆、R₈和电容C₇移相后，加到晶体管BG₁的基极上，另一电源电压～18V经整流器Z₃整流加到晶体管BG₁的集电极上，晶体管BG₁的集电极上的输出信号经变压器MB₂耦合输出，输到主回路。

主回路包括电位计RY、电阻R₉、电容C₁₀和可控硅，可控硅受移相触发电路的输出信号控制，触发主回路接通转差离合器，驱动电磁调速电机。

电磁调速电机输出轴上装有测速负反馈环节的测速发电机，测速发电机的电压经三相整流电桥D₁～D₆整流、电容C₉和电位计W₃滤波，由转速显示器n测量电压和显示实际转速；该电压再经滤波器的电位计W₂、电阻R₂、电容C₄滤波输出，同时通过二极管D₇、D₈与给定电路的输出耦合。

本电磁调速电机控制器的给定电路是用微机控制的。图中W₁为分压权电阻网络，E点是该网络的输出点。如果在启动时将该点低于A点的电压加到比较器上，比较后的差值电压输入主回路，晶闸管导通角α不为零，输出端有0～90V的突跳电压加在电磁调速电机上(因测速反馈未加入时的开环放大倍数很大)，使电磁调速电机由某高于给定转速逐步达到预定转速。为克服这种大的启动冲击，在给定电路后加入微分环节。

微分环节(见图4)由电阻R₁₀和电容C₁₁组成，用二极管D₁₄与电源耦合。

启动时，图4中D₁₄上速度指令信号电压由最高电位下降到给定速度指令信号电压，所以启动时比较后的差值电压使电磁调速电机从零开始启动，逐步达到给定转速，当逐步达到稳态时，该部分电路不再起作用。为使启动平稳，适当选择大的电阻R₁₀和电容C₁₁。这样就实现了调速电机的软启动。

经过加电阻R、模拟开关芯片4066、反相器芯片4069简单地改造控制器，再编写一个简单的接口软件，就实现了微机控制的速度给定环节，使原有控制器适用于利用微机控制电磁调速电机速度的自动化的检测***中。

由于电磁调速电机的价格和维护费用都很低，再通过对电磁调速电机控制部分的改进，得到较理想的控制，使之运行可靠。这样在它广泛的应用领域有较大的实用价值，将实现良好的经济效益。

Claims (4)

1、一种电磁调速电机控制器，包括电源部分、给定电路、比较器、移相触发电路、转速显示电路、测速负反馈环节、主回路，给定环节将给定的速度模拟量经比较器输入移相触发电路，移相触发电路触发主回路驱动电磁调速电机，测速负反馈环节将测得的实际速度一方面输到转速显示器显示，另一方面以模拟量输到比较器与给定速度的模拟量相比较，该差值反馈到移相触发电路，其特征在于；所述的给定电路与比较器之间加有微分环节。

2、按照权利要求1所述的电磁调速电机控制器，其特征在于：所述的给定电路是由微机通过D/A转换器件控制的。

3、按照权利要求2所述的电磁调速电机控制器，其特征在于：所述的D/A转换器件是电路板上的分压权电阻网络及反相器和双向模拟开关。

4、按照权利要求3所述的电磁调速电机控制器，其特征在于：所述的分压权电阻网络是两组串联的等比级数的电阻，级数的等比为2。

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