本實用新型屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種單相異步電動機的控制裝置。

背景技術(shù)：

單相異步電動機是指用單相交流電源供電的異步電動機。單相異步電動機隨處都可見其身影。它廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和家用電器等方面，像電風(fēng)扇、洗衣機、電冰箱、空調(diào)等。它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、噪聲小、使用方便、運行可靠等優(yōu)點。目前，高校也開設(shè)單相異步電動機速度控制實驗電路，但存在以下不足：控制實現(xiàn)方式單一，采用PLC來實現(xiàn)；調(diào)速效果不理想，算法程序?qū)崿F(xiàn)不容易；擴展性不好，使用不方便；不適合測控專業(yè)學(xué)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有單相異步電動機速度控制實驗裝置的缺點，提供一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的基于FPGA的單相異步電動機速度控制裝置。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它具有：對整個裝置進行控制的FPGA電路；按鍵電路，該電路的輸出端接FPGA電路；通信電路，該電路與FPGA電路相連；單相電機驅(qū)動電路，該電路的輸入端接FPGA電路。

本實用新型的FPGA電路：集成電路U2的53腳接按鍵SW2的一端、73腳接按鍵SW1的一端、47腳接晶體振蕩器Y1的4腳、54腳和18腳以及72腳和11腳接插座J1的4～1腳，集成電路U2的87腳、70腳、56腳、37腳、20腳、6腳接5V電源，集成電路U2的74腳、51腳、2腳、13腳、30腳、44腳、52腳、63腳、80腳、94腳接地，集成電路U2的23腳接集成電路U5的15腳、3腳接集成電路U5的13腳，集成電路U2的7腳～9腳接集成電路U1的5腳、10腳和12腳以及14腳接集成電路U1的2腳、15腳和17腳以及26腳接集成電路U3的5腳、27腳、16腳、29腳接集成電路U3的2腳、31腳～33腳接集成電路U4的5腳、34腳、96腳、43腳接集成電路U4的2腳，插座J1的1腳接地，晶 體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地；集成電路U2的型號為EPF8282ATC100-4，集成電路U1和集成電路U3以及集成電路U4的型號為HK4100F-DC-3V，集成電路U5的型號為SP3223。

本實用新型采用FPGA電路作為控制電路，具有成本較低、電路簡單、調(diào)速方式靈活可手動或聯(lián)網(wǎng)調(diào)速的優(yōu)點，本實用新型具有多種對外接口，便于與外圍設(shè)備通信。

附圖說明

圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。

圖2是本實用新型的電子原理線路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于下述的實施方式。

在圖1、2中，本實施例的基于FPGA的單相異步電動機速度控制裝置由按鍵電路、FPGA電路、通信電路、單相電機驅(qū)動電路連接構(gòu)成。按鍵電路的輸出端接FPGA電路，通信電路與FPGA電路相連，單相電機驅(qū)動電路的輸入端接FPGA電路。

本實施例的按鍵電路由按鍵S1、按鍵S2、電阻R1、電阻R2連接構(gòu)成，按鍵S1的一端接FPGA電路并通過電阻R1接3V電源、按鍵S2的一端接FPGA電路并通過電阻R2接3V電源，按鍵S1和按鍵S2的另一端接地。

本實施例的FPGA電路由集成電路U2、晶體振蕩器Y1、插座J1連接構(gòu)成，集成電路U2的型號為EPF8282ATC100-4。集成電路U2的53腳接按鍵SW2的一端、73腳接按鍵SW1的一端、47腳接晶體振蕩器Y1的4腳、54腳和18腳以及72腳和11腳接插座J1的4～1腳，集成電路U2的87腳、70腳、56腳、37腳、20腳、6腳接5V電源，集成電路U2的74腳、51腳、2腳、13腳、30腳、44腳、52腳、63腳、80腳、94腳接地，集成電路U2的23腳和3腳接通信電路，集成電路U2的7腳～10腳、12腳、14腳、15腳、17腳、26腳、27腳、16腳、29腳、31腳～34腳、96腳、43腳接單相電機驅(qū)動電路，插座J1的1腳接地，晶體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地。

單相電機驅(qū)動電路由集成電路U1、集成電路U3、集成電路U4、電機M1連 接構(gòu)成，集成電路U1和集成電路U3以及集成電路U4的型號為HK4100F-DC-3V。集成電路U1的5腳接集成電路U2的7腳～9腳、2腳接集成電路U2的10腳和12腳以及14腳、1腳和6腳接220V直流電源、4腳接電機M1的一端；集成電路U3的5腳接集成電路U2的15腳和17腳以及26腳、2腳接集成電路U2的27腳和16腳以及29腳、1腳和6腳接220V直流電源、4腳接電機M1的一端；集成電路U4的5腳接集成電路U2的31腳～33腳、2腳接集成電路U2的10腳和12腳以及14腳、1腳和6腳接220V直流電源、4腳接電機M1的一端；電機M1的另一端接地。

本實施例的通信電路由集成電路U5、電容C1～C4、插座J2連接構(gòu)成，集成電路U5的型號為SP3223。集成電路U5的13腳接集成電路U2的3腳、15腳接集成電路U2的23腳、2腳接電容C2的一端、4腳接電容C2的另一端、5腳接電容C4的一端、6腳接電容C4的另一端、3腳接電容C1的一端、7腳接電容C7的一端、14腳和1腳以及18腳接地、19腳和20腳接3V電源、16腳接插座J2的3腳、17腳接插座J2的2腳，電容C1和電容C3的另一端接地，插座J2的1腳接地。

本實施例的工作原理如下：

系統(tǒng)加電，集成電路U1開始初始化工作從晶體振蕩器Y1的引腳4輸出時鐘信號；其次，進行電路配置工作：3路PWM波的控制邏輯即集成電路U1和集成電路U3以及集成電路U4的控制邏輯；串口通信的讀寫控制邏輯即集成電路U5的控制邏輯；按鍵輸入的控制邏輯即按鍵SW1～SW2的控制邏輯。此后，電路開始正常工作。

集成電路U1時刻檢測按鍵SW1和按鍵SW2是否被按下，其中按鍵SW1按下，表示電動機速度增加，按鍵SW2按下，表示電動機速度減??；當(dāng)按鍵SW1或按鍵SW2被按下時，執(zhí)行3路PWM波的控制邏輯，信號從集成電路U2輸出，輸入到集成電路U1和集成電路U3以及集成電路U4，去控制集成電路U1和集成電路U3以及集成電路U4開關(guān)閉合，電機M1動作，與此同時，集成電路U1時刻檢測外設(shè)是否數(shù)據(jù)輸入，沒有，則等待。否則，信號從插座J2的引腳3輸入，經(jīng)過集成電路U1的電平變換，從集成電路U1的引腳15輸出，輸入到集成電路U2。集成電路U2啟動串口通信的讀控制邏輯，接收從外設(shè)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并對 數(shù)據(jù)處理，啟動3路PWM波的控制邏輯，執(zhí)行電機M1調(diào)速控制。