專利名稱：變頻調(diào)速器用正交脈沖捕獲電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種正交脈沖捕獲電路，尤其涉及一種變頻調(diào)速器用正交脈沖捕獲電路。
背景技術(shù)：
帶速度編碼器的矢量控制型變頻器中，需要對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，送到變頻器控制器中參與控制，從而實(shí)現(xiàn)變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的精準(zhǔn)控制，在這一過程中，變頻器控制器對(duì)脈沖信號(hào)要求非常高的精度，否則變頻器將不能正常工作。在實(shí)際應(yīng)用過程中，往往采用編碼器作為電動(dòng)機(jī)的速度采集器件，編碼器輸出一組正交脈沖信號(hào)，通過電纜與變頻器控制器相連。由于變頻器控制器往往只能接受5V或3. 3V的信號(hào)，而編碼器的輸出信號(hào)幅值與其自身供電電壓一致，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中需要將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制器要求的信號(hào)。在目前的應(yīng)用當(dāng)中，正交脈沖捕獲電路往往就是一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，對(duì)脈沖本身不加處理。在這種情況下，速度編碼器輸出的正交信號(hào)通過電纜連接到控制器過程中，信號(hào)非常容易受到外界的干擾，造成輸入控制器的信號(hào)與編碼器輸出信號(hào)不一致，對(duì)變頻器的控制相當(dāng)不利。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種變頻調(diào)速器用正交脈沖捕獲電路，以解決上述存在的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種變頻調(diào)速器用正交脈沖捕獲電路，包括光電隔離電路，其特征在于所述的光電隔離電路的一端與控制器相連，另一端通過濾波電路、保護(hù)調(diào)理電路與限幅電路的一端相連，限幅電路的另一端與軸編碼器相連，軸編碼器及限幅電路還與供電電路相連，光電隔離電路還與數(shù)字電源相連。本實(shí)用新型的有益效果是通過對(duì)捕獲電路的重新設(shè)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)了信號(hào)轉(zhuǎn)換，同時(shí)還很好地解決了信號(hào)的干擾問題。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了編碼器寬泛供電電壓的要求。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型的電原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型及其具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1-2，AP、AN、BP、BN、P、G與電動(dòng)機(jī)上的軸編碼器的AP、AN、BP、BN、P、G相連，用于給采集編碼器的正交脈沖輸出AP和BP ;P、G用于給編碼器供電，P、G的供電電壓決定編碼器的正交脈沖輸出的幅值。R5為編碼器的限流電阻，R5的兩段分別連接編碼器的供電端P及電源端VCC。當(dāng)供電電壓VCC在5-24V區(qū)間內(nèi)的任意值時(shí)，調(diào)整R5的阻值可以限制流進(jìn)編碼器的電流，從而達(dá)到保護(hù)編碼器的作用及滿足編碼器寬泛供電電壓的功能。D3、D4、D5、D6為半橋型二極管，這種二極管有三個(gè)引出端，分別為陰極、陽(yáng)極和輸入端。其中四個(gè)二極管的陰極均與電源端VCC連接，陽(yáng)極均與電源地G連接，D3、D5的輸入端分別連接正交脈沖信號(hào)AP和BP，D4和D6的輸入端分別與正交脈沖信號(hào)地AN和BN相連。圖中R7、C7和R8、C8分別串聯(lián)后對(duì)應(yīng)的連接到AP、AN之間和BP、BN之間。R1UR12和R13、R14并聯(lián)后串接與信號(hào)地AN、BN之間，起到對(duì)U5、U6的保護(hù)作用。R9、R10分別與U5、U6的原邊并聯(lián)，然后跨接與AP、AN和BP、BN之間，這樣R9、R10的分流作用保證了 U5、U6原邊的輸入電流在安全范圍之內(nèi)。D7和D8的陰極對(duì)應(yīng)連接到AP、BP上，陽(yáng)極對(duì)應(yīng)連接到AN、BN上，起到對(duì)串?dāng)_的反向脈沖的濾除作用。U5、U6為有源光電隔離器件，原邊連接到正交脈沖采集電路，副邊連接到控制器的輸入電路；通過光電隔離保證了輸入到控制器電路的信號(hào)為無(wú)干擾的脈沖信號(hào)。U5、U6副邊中的三極管的集電極為信號(hào)輸出端CAP-A和CAP-B，一端通過上拉電阻R15和R16連接到數(shù)字電源5V，另一端通過電容接數(shù)字地GND。CAP-A和CAP-B與控制器的輸入端直接相連。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的主要功能是對(duì)編碼器產(chǎn)生的正交脈沖信號(hào)AP、BP進(jìn)行實(shí)時(shí)捕獲并將其捕獲到的信號(hào)經(jīng)過處理送到控制器當(dāng)中。由于編碼器往往采用寬泛電壓供電，因此在本實(shí)用新型中只要對(duì)VCC供上編碼器電壓適應(yīng)范圍內(nèi)的值并改變限流電阻R5的值就可以實(shí)現(xiàn)其寬泛供電。編碼器輸出的正交脈沖經(jīng)過電纜連接到變頻器，往往距離較遠(yuǎn)很容易在脈沖上疊加干擾信號(hào)。編碼器輸出的正交脈沖幅值為VCC，而干擾信號(hào)的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于VCC。本發(fā)明中使用D3、D4、D5、D6半橋二極管這種簡(jiǎn)單有效的方式來構(gòu)成限幅電路，使電路采集到的脈沖AP、AN的幅值限制到O-VCC之間。在電路中R7、C7和R8、C8組成濾波電路，對(duì)高于脈沖AP、BP信號(hào)頻率的高次諧波進(jìn)行濾除；同時(shí)D7、D8形成半波電路，對(duì)于AP、BP中的諧波成分進(jìn)行二次處理，使信號(hào)AP、BP保持為幅值為VCC的正脈沖。電路中R9、R11、R12和R10、R13、R14構(gòu)成U5、U6的電流保護(hù)及滿足編碼器寬泛電壓輸入時(shí)U5、U6的寬泛電壓適應(yīng)。由于U5、U6的原邊輸入電流具有一定的上限，通過調(diào)整R9及RlO的分流電阻阻值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)U5、U6進(jìn)行電流上限限制，防止U5、U6被燒毀。U5、U6為有源光耦，起到光電隔離的作用。當(dāng)AP或BP為高電平時(shí)，U5或U6的原邊導(dǎo)通，由光電效應(yīng)副邊導(dǎo)通，CAP-A或CAP-B處于低電平狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)AP或BP為低電平時(shí)，U5或U6的原邊截止，由光電效應(yīng)副邊關(guān)斷，CAP-A或CAP-B處于幅值為5V的高電平狀態(tài)，因此本電路的正交脈沖捕捉的電平邏輯與實(shí)時(shí)采集到的編碼器輸出脈沖電平邏輯正好相反。
權(quán)利要求1.一種變頻調(diào)速器用正交脈沖捕獲電路，包括光電隔離電路，其特征在于所述的光電隔離電路的一端與控制器相連，另一端通過濾波電路、保護(hù)調(diào)理電路與限幅電路的一端相連，限幅電路的另一端與軸編碼器相連，軸編碼器及限幅電路還與供電電路相連，光電隔離電路還與數(shù)字電源相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變頻調(diào)速器用正交脈沖捕獲電路。本實(shí)用新型的目的在于提供一種變頻調(diào)速器用正交脈沖捕獲電路。本實(shí)用新型包括光電隔離電路，其特征在于所述的光電隔離電路的一端與控制器相連，另一端通過濾波電路、保護(hù)調(diào)理電路與限幅電路的一端相連，限幅電路的另一端與軸編碼器相連，軸編碼器及限幅電路還與供電電路相連，光電隔離電路還與數(shù)字電源相連。本實(shí)用新型主要用于變頻調(diào)速器的速度閉環(huán)控制。
文檔編號(hào)H02P27/04GK202906830SQ20122059375
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者寧勝利, 賈勝, 張繼紅, 常征, 楊志剛, 秦波波 申請(qǐng)人:湘煤立達(dá)礦山裝備股份有限公司