專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可擴(kuò)展plc和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流電機(jī)調(diào)速器，尤其涉及一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)作為電能轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油化學(xué)、國(guó)防等工業(yè)部門(mén)中，隨著對(duì)生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高和產(chǎn)量的增長(zhǎng)，越來(lái)越多的生產(chǎn)機(jī)械要求能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速。在可調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，按照傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型來(lái)分，可分為兩大類(lèi)直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)。交流電動(dòng)機(jī)直流具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、 維修簡(jiǎn)便、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)，但主要缺點(diǎn)為調(diào)速較為困難。相比之下，直流電動(dòng)機(jī)雖然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較高、維修麻煩等缺點(diǎn)，但由于具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和良好的起、制動(dòng)性能以及易于在寬范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，因此直流調(diào)速系統(tǒng)至今仍是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、永磁材料技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生翻天覆地的變化。其中電機(jī)的控制部分已經(jīng)由模擬控制逐漸讓位于以單片機(jī)為主的微處理器控制，形成數(shù)字與模擬的混合控制系統(tǒng)和純數(shù)字控制系統(tǒng)，并正向全數(shù)字控制方向快速發(fā)展。電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分所用的功率器件亦經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代。目前開(kāi)關(guān)速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術(shù)的使用也使新型的電動(dòng)機(jī)控制方法能夠得到實(shí)現(xiàn)。脈寬調(diào)制控制方法在直流調(diào)速中獲得了廣泛的應(yīng)用。直流調(diào)速器是一種電機(jī)調(diào)速裝置，包括電機(jī)直流調(diào)速器、脈寬直流調(diào)速器、可控硅直流調(diào)速器等，一般為模塊式直流電機(jī)調(diào)速器，集電源、控制、驅(qū)動(dòng)電路于一體，采用立體結(jié)構(gòu)布局，控制電路采用微功耗元件，用光電耦合器實(shí)現(xiàn)電流、電壓的隔離變換，電路的比例常數(shù)、積分常數(shù)和微分常數(shù)用PID適配器調(diào)整。具有體積小、重量輕等特點(diǎn)，可單獨(dú)使用也可直接安裝在直流電機(jī)上構(gòu)成一體化直流調(diào)速電機(jī)，可具有調(diào)速器所應(yīng)有的一切功能。普通直流電機(jī)調(diào)速器采用外接電位器手動(dòng)控制，或者采用隔離的0-10VDC標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)控制，其應(yīng)用范圍受到較大限制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，以提升調(diào)速器的工作穩(wěn)定性，并可與其他PLC或單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，擴(kuò)展調(diào)速器的應(yīng)用范圍。本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，包括有速度調(diào)節(jié)電路，速度調(diào)節(jié)電路與處理器相連，處理器通過(guò)觸發(fā)電路及可控硅整流器與電機(jī)的磁極相連。具體地，處理器與電機(jī)的電樞之間連接有電樞反饋電路,處理器與電機(jī)的磁極之間連接有測(cè)速反饋電路；處理器與電機(jī)的電樞之間連接有保護(hù)電路；處理器與電機(jī)的電樞之間連接有速度補(bǔ)償器；速度調(diào)節(jié)電路與處理器之間設(shè)有加減速斜率控制電路；速度調(diào)節(jié)電路連接有可調(diào)電位器，通過(guò)可調(diào)電位器對(duì)速度調(diào)節(jié)電路進(jìn)行調(diào)整；處理器上連接有最低轉(zhuǎn)速控制電路和速度顯示電路；觸發(fā)電路上連接有斜坡發(fā)生器；可控硅整流器與電機(jī)的勵(lì)磁電路相連。另外，速度調(diào)節(jié)電路連接有信號(hào)隔離器，信號(hào)隔離器與PLC或單片機(jī)相連，PLC或單片機(jī)對(duì)速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，該調(diào)速器外接了信號(hào)隔離器，可以與其他各類(lèi)PLC或單片機(jī)連接，信號(hào)隔離器將PLC或單片機(jī)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的0-10VDC的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的，全面提高了調(diào)速器的性能。

圖I是本實(shí)用新型提出的直流電機(jī)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是該直流電機(jī)調(diào)速器與PLC或單片機(jī)的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型提出的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，包括有速度調(diào)節(jié)電路，速度調(diào)節(jié)電路與處理器相連，處理器通過(guò)觸發(fā)電路及可控硅整流器與電機(jī)的磁極相連。處理器與電機(jī)的電樞之間連接有電樞反饋電路，處理器與電機(jī)的磁極之間連接有測(cè)速反饋電路；處理器與電機(jī)的電樞之間連接有保護(hù)電路；處理器與電機(jī)的電樞之間連接有速度補(bǔ)償器；速度調(diào)節(jié)電路與處理器之間設(shè)有加減速斜率控制電路；速度調(diào)節(jié)電路連接有可調(diào)電位器，通過(guò)可調(diào)電位器對(duì)速度調(diào)節(jié)電路進(jìn)行調(diào)整；處理器上連接有最低轉(zhuǎn)速控制電路和速度顯示電路；觸發(fā)電路上連接有斜坡發(fā)生器；可控硅整流器與電機(jī)的勵(lì)磁電路相連。速度調(diào)節(jié)電路連接有信號(hào)隔離器，信號(hào)隔離器與PLC或單片機(jī)相連，信號(hào)隔離器將PLC或單片機(jī)發(fā)出的模擬信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓，從而實(shí)現(xiàn)PLC或單片機(jī)對(duì)速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。該調(diào)速器外接了信號(hào)隔離器，可以與其他各類(lèi)PLC或單片機(jī)連接，信號(hào)隔離器將PLC或單片機(jī)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的0-10VDC的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的，全面提高了調(diào)速器的性能。該直流電機(jī)調(diào)速器適合O. 05 I. 5KW直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)調(diào)速，最小速度、最大速度及扭矩可通過(guò)電位器調(diào)整，外接了電位器進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，O 90V或O 180VDC可調(diào)，并設(shè)有負(fù)載補(bǔ)償電位器，可提高穩(wěn)速精度。另外還可以輸出直流5V電源，采集脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)配套速度顯示裝置，可顯示電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，而非傳統(tǒng)的模擬式速度顯示。該直流電機(jī)調(diào)速器體積小巧，在85 X 85mm的線(xiàn)路板所設(shè)計(jì)的線(xiàn)路可以驅(qū)動(dòng)750W的直流電機(jī)，還可以通過(guò)外加散熱裝置驅(qū)動(dòng)I. 5KW的直流電機(jī)，比其他類(lèi)似產(chǎn)品體積縮小一倍以上，通過(guò)內(nèi)部跳線(xiàn)，還可以實(shí)現(xiàn)測(cè)速反饋功能，大大提高了調(diào)速器和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。[0017]該直流電機(jī)調(diào)速器具有以下優(yōu)點(diǎn)I.綜合可控硅觸發(fā)技術(shù)和信號(hào)隔離技術(shù)，將脈寬調(diào)制、可控整流、信號(hào)轉(zhuǎn)換相結(jié)合，能滿(mǎn)足小功率電機(jī)的PLC、單片機(jī)精準(zhǔn)控制需求，內(nèi)部電流雙閉環(huán)控制，具有遠(yuǎn)程控制和多種保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的調(diào)壓調(diào)速的全自動(dòng)控制，適用于O. 05 I. 5KW直流電機(jī)的無(wú)極調(diào)速。2.為改變傳統(tǒng)小功率直流調(diào)速器需外接電位器手動(dòng)控制或信號(hào)模擬器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的不足，采用信號(hào)隔離器與調(diào)速器控制端的自由組合，通過(guò)信號(hào)隔離器將PLC或單片機(jī)的信號(hào)轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)的0-10VDC信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)微機(jī)精準(zhǔn)控制，卡腳式設(shè)計(jì)能滿(mǎn)足客戶(hù)快速組裝和個(gè)性化的使用要求。3.改進(jìn)SMT雙面貼片技術(shù)，采用單面SMT技術(shù)將貼片、可控微管、整流器精確、緊湊的機(jī)焊在線(xiàn)路板的一個(gè)面上，板面布局更合理，在保持小體積的前提下有效簡(jiǎn)化工序、降·低成本、方便維修，與傳統(tǒng)人工熔點(diǎn)焊相比整機(jī)體積減小40%，重量減輕60%，焊點(diǎn)可靠性聞、抗震能力強(qiáng)，無(wú)焊點(diǎn)缺陷，有效提聞成品率。4.采用外接速顯設(shè)計(jì)，配套生產(chǎn)4位速顯表和速度傳感器接口，能滿(mǎn)足可控調(diào)速需求，傳感器接頭分為三孔和四孔可使安裝者直觀(guān)的區(qū)分開(kāi)，杜絕誤接的可能性。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，包括有速度調(diào)節(jié)電路，速度調(diào)節(jié)電路與處理器相連，處理器通過(guò)觸發(fā)電路及可控硅整流器與電機(jī)的磁極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，處理器與電機(jī)的電樞之間連接有電樞反饋電路，處理器與電機(jī)的磁極之間連接有測(cè)速反饋電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，處理器與電機(jī)的電樞之間連接有保護(hù)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，處理器與電機(jī)的電樞之間連接有速度補(bǔ)償器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，速度調(diào)節(jié)電路與處理器之間設(shè)有加減速斜率控制電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，速度調(diào)節(jié)電路連接有可調(diào)電位器，通過(guò)可調(diào)電位器對(duì)速度調(diào)節(jié)電路進(jìn)行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，處理器上連接有最低轉(zhuǎn)速控制電路和速度顯示電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，觸發(fā)電路上連接有斜坡發(fā)生器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，可控硅整流器與電機(jī)的勵(lì)磁電路相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，其特征在于，速度調(diào)節(jié)電路連接有信號(hào)隔離器，信號(hào)隔離器與PLC或單片機(jī)相連，PLC或單片機(jī)對(duì)速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提出一種可擴(kuò)展PLC和單片機(jī)的新型直流電機(jī)調(diào)速器，包括有速度調(diào)節(jié)電路，速度調(diào)節(jié)電路與處理器相連，處理器通過(guò)觸發(fā)電路及可控硅整流器與電機(jī)的磁極相連。處理器與電機(jī)的電樞之間連接有電樞反饋電路；處理器與電機(jī)的電樞之間連接有保護(hù)電路；速度調(diào)節(jié)電路連接有可調(diào)電位器，通過(guò)可調(diào)電位器對(duì)速度調(diào)節(jié)電路進(jìn)行調(diào)整；處理器上連接有最低轉(zhuǎn)速控制電路；觸發(fā)電路上連接有斜坡發(fā)生器；可控硅整流器與電機(jī)的勵(lì)磁電路相連。速度調(diào)節(jié)電路連接有信號(hào)隔離器，信號(hào)隔離器與PLC或單片機(jī)相連，PLC或單片機(jī)對(duì)速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。該調(diào)速器外接了信號(hào)隔離器，可以與其他各類(lèi)PLC或單片機(jī)連接，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的，全面提高了調(diào)速器的性能。
文檔編號(hào)H02P7/28GK202679301SQ20122034089
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
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