專利名稱：電機自動調(diào)速、測速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種實驗裝置，具體地說，是涉及一種對交流異步電機的轉(zhuǎn)速進行自動調(diào)速、測速的控制裝置。
背景技術(shù)：
在空調(diào)器系統(tǒng)的調(diào)試過程中，為了確保產(chǎn)品的整機質(zhì)量，設(shè)計人員需要對空調(diào)散熱器的送風量進行檢測，即需要對風機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)進行準確地掌握，以檢驗風機的性能參數(shù)是否滿足要求。到目前為止，還沒有一種簡單有效的實驗裝置能夠獨立、直觀、準確地顯示散熱器的送風量，這給技術(shù)人員的調(diào)試工作帶來了諸多不便，嚴重影響了其工作效率。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于缺乏必要的檢測裝置，從而不能對空調(diào)散熱器的送風量進行準確、直觀的檢測，給技術(shù)人員的測試工作帶來不便的問題，提供了一種新型的交流異步電機自動調(diào)速、測速控制裝置，通過簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對電機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)、自動檢測，便于空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試中對風量的調(diào)試及參數(shù)的記錄。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種電機自動調(diào)速、測速控制裝置，包括電源電路、過零檢測電路、按鍵模塊、轉(zhuǎn)速采集模塊、電機控制模塊和顯示電路，在所述電機控制模塊中包含有一單片機，按鍵模塊連接單片機的IO口；轉(zhuǎn)速采集模塊對電機轉(zhuǎn)速進行檢測，輸出脈沖信號到單片機的中斷信號輸入端；過零檢測電路的輸出端連接單片機的一路IO口；單片機的脈沖信號輸出端經(jīng)光隔電路連接電機，其數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)鎖存器連接顯示電路。
作為對上述技術(shù)方案的進一步限定，在所述電源電路中，交流電源經(jīng)濾波電路連接變壓器的輸入端，變壓器的輸出端經(jīng)整流電路、濾波電路連接線性穩(wěn)壓電源，進而輸出直流電源為所述檢測裝置內(nèi)部芯片提供工作電源；所述整流電路的輸出端連接過零檢測電路，在所述過零檢測電路中包含有一NPN型三極管，所述三極管的基極連接整流電路的輸出端，發(fā)射極接地，集電極一方面經(jīng)電阻連接所述的直流電源，另一方面連接單片機的一個IO口。
作為對上述技術(shù)方案的又進一步限定，所述按鍵模塊采用矩陣按鍵電路實現(xiàn)，其行、列掃描端均與單片機的IO口相連；其中，所述行掃描端還連接一或門芯片的輸入端，所述或門芯片的輸出端連接單片機的一路中斷信號輸入端。所述單片機的脈沖信號輸出端連接光隔電路的發(fā)光端，所述光隔電路的受光端為一可控硅，所述可控硅的一端連接交流電源的火線，另一端與電機的電源端相連。
作為對上述技術(shù)方案的再進一步限定，所述電機為交流異步電機，其轉(zhuǎn)速反饋信號端連接單片機的中斷信號輸入端，向單片機輸出檢測脈沖信號，并經(jīng)上拉電阻連接所述的直流電源。單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)一鎖存器連接打印機接口，經(jīng)另一鎖存器連接LCD顯示屏接口，并經(jīng)上拉電阻連接直流電源，所述打印機和LCD顯示屏的控制信號端與單片機的不同IO口對應(yīng)連接。所述單片機和鎖存器的型號分別為AT89C52和SN74HC373，單片機的發(fā)送端和接收端分別經(jīng)一電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232連接RS232串口，進而實現(xiàn)與外部計算機之間的通訊。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型采用閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的自動、平滑調(diào)節(jié)，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。采用大屏幕藍色背光LCD顯示具有良好的人機界面，便于空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試中對風量的檢測及參數(shù)的記錄，有效提高了技術(shù)人員的工作效率。此外，本實用新型的控制裝置還具有打印機輸出和計算機遠程通訊、控制功能，具有較強的通用性，能夠滿足日后系統(tǒng)的升級要求。
圖1是本實用新型電機自動調(diào)速、測速控制裝置的內(nèi)部電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細地說明。
本實用新型所采用的電機為PG交流異步電機，內(nèi)部包含有轉(zhuǎn)速采集信號板，可對電機當前轉(zhuǎn)速進行實時采樣，并將采樣值轉(zhuǎn)換成脈沖信號，通過其轉(zhuǎn)速反饋端口輸出到檢測裝置的內(nèi)部電路板中，其具體線路連接關(guān)系參見圖1所示。
圖1中，220V交流電經(jīng)保險絲F1、電容C1、電感L1和電容C20組成的濾波網(wǎng)絡(luò)，通過插座CN05連接變壓器的初級，在交流火線和零線之間連接有一壓敏電阻Z1，對整個電路起到過壓保護作用。變壓器對輸入電壓進行降壓，通過其次級連接插座CN03，輸出低壓交流電通過由二極管D1～D4組成的橋式整流電路，經(jīng)二極管D10連接線性穩(wěn)壓電源LM7812的輸入端IN。電容C12～C15組成濾波電路對線性穩(wěn)壓電源LM7812的輸入、輸出電壓進行濾波。所述線性穩(wěn)壓電源LM7812輸出+12V直流電壓，經(jīng)穩(wěn)壓芯片LM7805輸出+5V直流電源為裝置內(nèi)部芯片提供工作電源。所述+5V直流電壓經(jīng)電阻R22、發(fā)光二極管LED01接地，對控制裝置的開關(guān)狀態(tài)進行指示。繼電器RELAY1可實現(xiàn)對+5V和+12V直流電源的有效切換，以此滿足控制裝置的供電需求。
接口CN08連接電機的轉(zhuǎn)速反饋端口，其1腳連接+5V直流電源，為電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)速采集信號板提供直流供電，3腳接地，2腳連接轉(zhuǎn)速反饋端口的脈沖信號輸出端，經(jīng)電阻R26連接單片機IC1的中斷信號輸入端INT1，并經(jīng)上拉電阻R25連接+5V直流電源。所述單片機IC1的型號為AT89C52，對PG電機輸出的采樣脈沖進行計數(shù)，將每分鐘累計出的脈沖個數(shù)除以每圈輸出的脈沖數(shù)，即得出了當前PG電機的轉(zhuǎn)速，經(jīng)單片機IC1的數(shù)據(jù)輸出端P0.0～P0.7一方面通過鎖存器IC8連接LCD顯示屏接口CN02，另一方面通過鎖存器IC7連接打印機接口CN04，從而實現(xiàn)了打印輸出和LCD顯示的雙重輸出功能，方便了技術(shù)人員對電機轉(zhuǎn)速的實時檢測和調(diào)試參數(shù)的準確記錄。
所述變壓器的次級經(jīng)由二極管D5～D8組成的橋式整流電路輸出-24V直流電壓，在穩(wěn)壓管ZD1的作用下向LCD顯示屏提供-24V背光電源。改變電位計R13的阻值，可實現(xiàn)對液晶屏背光亮度的調(diào)節(jié)，方便技術(shù)人員觀察。單片機IC1通過其P2.3～P2.7端連接LCD的控制端，輸出指令信號RES、A0、CS、RD、WR控制液晶屏正常顯示。單片機IC1的P2.2端輸出STB信號到打印機接口CN04的1腳，打印機的應(yīng)答信號ACK和忙信號BUSY分別通過跳線器W1、W2連接單片機IC1的P3.4端，實現(xiàn)單片機IC1對打印機的輸出控制。
接口CN01連接矩陣按鍵電路，包括4行4列按鍵，分別與單片機IC1的IO口P1.0～P1.7對應(yīng)連接。其中，4個行掃描端分別連接或門芯片IC2的輸入端1A～1D，其輸出端1Y連接單片機IC1的中斷信號輸入端P3.2。當有按鍵按下時，其中一行輸出高電平，經(jīng)或門芯片IC2進行或運算后向單片機IC1發(fā)出高電平中斷信號。當單片機IC1檢測到此中斷信號后，通過其IO口P1.0～P1.7掃描鍵盤，確認輸入的是哪個按鍵，進而運行相應(yīng)的程序。采用這種中斷連接方式，單片機IC1只需在檢測到中斷指令后再進入鍵盤掃描工作即可，從而有效減輕了單片機IC1的工作量，提高了其處理速度。
在由二極管D1～D4組成的橋式整流電路的輸出端連接有一過零檢測電路，在所述過零檢測電路中包含有一NPN型三極管Q1，所述NPN型三極管Q1基極經(jīng)電阻R17連接橋式整流電路的輸出端，發(fā)射極接地，集電極一方面經(jīng)電阻R15連接+5V直流電源，另一方面經(jīng)電阻R14連接單片機IC1的IO口P3.5，對交流電源的過零狀態(tài)進行檢測。單片機IC1在檢測到過零信號時，通過其內(nèi)部程序在延時適當時間后，通過其輸出端P2.1輸出觸發(fā)信號到光隔電路IC6的受光端，控制發(fā)光二極管發(fā)光，使其受光端導(dǎo)通。所述光隔電路IC6的受光端為一可控硅，其一端連接交流220V火線，另一端一方面經(jīng)接口CN06連接電機的電源端，另一方面經(jīng)串聯(lián)的阻容吸收電路連接交流火線，實現(xiàn)對反電動勢的吸收，起到保護可控硅元件的作用。
當用戶通過鍵盤輸入電機轉(zhuǎn)速的設(shè)定值后，單片機IC1根據(jù)過零信號輸出啟動脈沖信號，控制光隔電路IC6的導(dǎo)通和截止狀態(tài)，進而向電機輸出具有一定占空比的脈沖信號，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié)。電機轉(zhuǎn)速的設(shè)定值和采樣值不僅可以通過LCD顯示屏顯示輸出，而且還可以通過打印機打印輸出。在利用打印機輸出時，時鐘芯片IC9可為打印輸出提供當前的日期和時間，方便技術(shù)人員事后的研究和保存工作。
為了使上述控制裝置具有計算機遠程通訊、控制功能，在所述控制裝置的內(nèi)部電路中增設(shè)了電平轉(zhuǎn)換芯片IC3和串口JP4。電平轉(zhuǎn)換芯片IC3的發(fā)送輸入端T1IN連接單片機IC1的P3.1端，接收單片機IC1發(fā)出的TTL電平信號，經(jīng)其轉(zhuǎn)換為RS232信號后，由其發(fā)送輸出端T1OUT連接串口JP4的2腳，向計算機輸出數(shù)據(jù)。計算機發(fā)出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)串口JP4的3腳連接電平轉(zhuǎn)換芯片IC3的接收輸入端R1IN，將RS232信號轉(zhuǎn)換為TTL電平信號后，由其接收輸出端R1OUT連接單片機IC1的P3.0端，實現(xiàn)計算機與單片機IC1之間的通訊，完成計算機的遠程控制功能，并且對控制裝置日后的系統(tǒng)升級工作提供了方便。
本實用新型通過采用上述簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對交流異步電機的調(diào)速、測速功能，方便了技術(shù)人員的測試工作。當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種電機自動調(diào)速、測速控制裝置，包括電源電路、過零檢測電路、按鍵模塊、轉(zhuǎn)速采集模塊、電機控制模塊和顯示電路，其特征在于在所述電機控制模塊中包含有一單片機，按鍵模塊連接單片機的IO口；轉(zhuǎn)速采集模塊對電機轉(zhuǎn)速進行檢測，輸出脈沖信號到單片機的中斷信號輸入端；過零檢測電路的輸出端連接單片機的一路IO口；單片機的脈沖信號輸出端經(jīng)光隔電路連接電機，其數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)鎖存器連接顯示電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于在所述電源電路中，交流電源經(jīng)濾波電路連接變壓器的輸入端，變壓器的輸出端經(jīng)整流電路、濾波電路連接線性穩(wěn)壓電源，進而輸出直流電源為所述檢測裝置內(nèi)部芯片提供工作電源；所述整流電路的輸出端連接過零檢測電路，在所述過零檢測電路中包含有一NPN型三極管，所述三極管的基極連接整流電路的輸出端，發(fā)射極接地，集電極一方面經(jīng)電阻連接所述的直流電源，另一方面連接單片機的一個IO口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述按鍵模塊采用矩陣按鍵電路實現(xiàn)，其行、列掃描端均與單片機的IO口相連；其中，所述行掃描端還連接一或門芯片的輸入端，所述或門芯片的輸出端連接單片機的一路中斷信號輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述單片機的脈沖信號輸出端連接光隔電路的發(fā)光端，所述光隔電路的受光端為一可控硅，所述可控硅的一端連接交流電源的火線，另一端與電機的電源端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述單片機的數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)一鎖存器連接打印機接口，經(jīng)另一鎖存器連接LCD顯示屏接口，并經(jīng)上拉電阻連接直流電源，所述打印機和LCD顯示屏的控制信號端與單片機的不同IO口對應(yīng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述單片機的發(fā)送端和接收端分別經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片連接RS232串口，進而實現(xiàn)與外部計算機之間的通訊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述電機為交流異步電機，其轉(zhuǎn)速反饋信號端連接單片機的中斷信號輸入端，向單片機輸出檢測脈沖信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述電機的轉(zhuǎn)速反饋信號端經(jīng)上拉電阻連接所述的直流電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述單片機采用一型號為AT89C52的處理芯片實現(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機自動調(diào)速、測速控制裝置，其特征在于所述鎖存器的型號為SN74HC373，電平轉(zhuǎn)換芯片的型號為MAX232，實現(xiàn)TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換。
專利摘要本實用新型公開了一種電機自動調(diào)速、測速控制裝置，包括電源電路、過零檢測電路、按鍵模塊、轉(zhuǎn)速采集模塊、電機控制模塊和顯示電路，在所述電機控制模塊中包含有一單片機，按鍵模塊連接單片機的IO口，轉(zhuǎn)速采集模塊對電機轉(zhuǎn)速進行檢測，輸出脈沖信號到單片機的中斷信號輸入端，過零檢測電路的輸出端連接單片機的一路IO口，單片機的脈沖信號輸出端經(jīng)光隔電路連接電機，其數(shù)據(jù)信號輸出端經(jīng)鎖存器連接顯示電路。本實用新型采用閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的自動、平滑調(diào)節(jié)，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。采用大屏幕藍色背光LCD顯示具有良好的人機界面，便于空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試中對風量的檢測及參數(shù)的記錄，有效提高了技術(shù)人員的工作效率。
文檔編號H02P27/00GK2879531SQ200620079928
公開日2007年3月14日 申請日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者趙可可, 孫德偉, 陳建兵 申請人:海信集團有限公司, 青島海信空調(diào)有限公司