一種大功率直流電動機(jī)驅(qū)動控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及電器自動控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大功率直流電動機(jī)驅(qū)動控制裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，與交流電動機(jī)相比，直流電動機(jī)具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速性能好、易于平滑調(diào)節(jié)、起動，制動轉(zhuǎn)矩較大，易于快速啟動，停車，易于控制等優(yōu)點。現(xiàn)有的直流電動機(jī)調(diào)速控制主要有以下幾種方法:1、直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用恒定的直流電壓向直流電動機(jī)電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現(xiàn)調(diào)速；2、采用磁放大器、電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、閘流管等控制器件，來實現(xiàn)直流電動機(jī)的調(diào)速；3、利用汞弧變流器代替上述發(fā)電機(jī)、電動機(jī)系統(tǒng)，使調(diào)速性能指標(biāo)又有提高；4、用晶閘管實現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速。但是現(xiàn)有的直流電動機(jī)調(diào)速都是借助調(diào)頻設(shè)備來實現(xiàn)的，直流電動機(jī)自身無法完成調(diào)速，并且現(xiàn)有的直流電機(jī)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)驅(qū)動控制是分離的。目前直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制主要是使用一種叫作H的橋式電路。電路得名于“H橋驅(qū)動電路”是因為它的形狀酷似字母H。4個開關(guān)管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠，如圖4所示。H橋式電機(jī)驅(qū)動電路包括4個開關(guān)管(Q)和一個電機(jī)(M)。要使電機(jī)運轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對開關(guān)管。如當(dāng)開關(guān)Ql和開關(guān)Q4導(dǎo)通時電流從左至右流通，電機(jī)正轉(zhuǎn)；則當(dāng)開關(guān)Q3和開關(guān)Q2導(dǎo)通時電流從右至左流通，電機(jī)反轉(zhuǎn)；由此而實現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。其缺點是控制裝置麻煩，操作復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種控制功能完善、控制功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、穩(wěn)定可靠、成本低廉的大功率直流電動機(jī)驅(qū)動控制裝置。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的方案是:提供一種大功率直流電動機(jī)驅(qū)動控制裝置，包括由相互連接的電機(jī)，光電親合器a、光電親合器b、光電親合器C，繼電器a、繼電器b，電阻a、電阻b、電阻C、電阻d、電阻e組成的功率電路；其特征是:還包括PLC單片機(jī)和G20N60開關(guān)；本裝置的核心控制器采用PIC單片機(jī)；調(diào)速與正反轉(zhuǎn)電路安裝在一塊PIC單片機(jī)上；PLC單片機(jī)與繼電器控制電路相連，并設(shè)置有用于直流電機(jī)調(diào)速的PWM控制輸出端、設(shè)置有能實現(xiàn)連續(xù)調(diào)速操作控制需要的A/D轉(zhuǎn)換輸入端口 ；PLC單片機(jī)包括相互連接的柱腳a、柱腳b、柱腳C、柱腳d、PWM控制輸出端、柱腳K2、柱腳K1、接地柱腳、兩檔撥動開關(guān)、電位器R1、電阻R2、電容Cl ;當(dāng)PLC單片機(jī)的第7腳接高電位時，單片機(jī)的第12腳輸出Kl為高電位，第11腳的K2輸出為低電位；此時繼電器a的常開觸點閉合，繼電器b的常閉觸點維持原狀態(tài)，此時電流從電機(jī)的“ + ”端入，電機(jī)的端輸出，此時電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)單片機(jī)的第7腳接低電位時，單片機(jī)的第12腳輸出Kl為低電位，第11腳的K2輸出為高電位；此時繼電器a的常閉觸點吸合，繼電器b的常開吸合，此時電流從電機(jī)的端入，電機(jī)的“ + ”端輸出，此時電機(jī)反轉(zhuǎn)；用于直流電機(jī)調(diào)速的PWM控制輸出端(10)是通過PLC單片機(jī)的第10腳輸出的PffM波實現(xiàn)的；當(dāng)電位器第8腳的Kl的分壓值發(fā)生變化時，PLC單片機(jī)通過A/D轉(zhuǎn)換采集到這一變化，作為控制PWM輸出占空比的參變量，實現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速控制的PWM波是通過光電耦合器將控制信號隔離放大驅(qū)動IGBT管G20N60快速開關(guān)的；IGBT管G20N60的控制端為電壓控制，控制G端和S端的電壓差在常溫下大于6伏；SI為兩檔撥動開關(guān)；電路中設(shè)置了為控制脈寬調(diào)制連續(xù)輸出的模擬電壓輸入信號的電位器Rl ;電路中設(shè)置Cl和R2組成了 PLC單片機(jī)的復(fù)位電路；3個起隔離放大信號作用的光電耦合器安裝在功率系統(tǒng)電路中。
[0005]本實用新型的有益效果是:由于采用PWM波通過光電耦合器將控制信號隔離放大驅(qū)動IGBT管G20N60快速開關(guān)來實現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速控制。本實用新型主電路線路簡單，需用的功率器件少；開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較??；低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1:10000左右；若與快速響應(yīng)的電機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強；功率開關(guān)器件工作，在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。本實用新型的核心是實現(xiàn)大功率直流電機(jī)(主要是有刷直流電機(jī))的調(diào)速與正反轉(zhuǎn)控制，調(diào)速與正反轉(zhuǎn)一體化設(shè)計。系統(tǒng)的核心控制器是采用價格便宜，體積小巧、專用功能強、運行穩(wěn)定可靠的PIC單片機(jī)。該PLC單片機(jī)具有引腳具有防瞬態(tài)能力，通過限流電阻可以接至220V交流電源，可直接與繼電器控制電路相連，甚至在沒有光電耦合器的情況下也可直接驅(qū)動外圍電路。PIC單片機(jī)具有本系統(tǒng)需要的PffM直流電機(jī)調(diào)速控制輸出端，有實現(xiàn)連續(xù)調(diào)速操作控制需要的A/D轉(zhuǎn)換輸入端口。本設(shè)計采用PWM技術(shù)來對直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，與一般直流調(diào)速相比，既減少了對電源的污染，而且使控制過程更簡單方便，減少了對人力資源的使用；又因為硬件控制線路少、功率器件只有一個G20N60，使系統(tǒng)的維護(hù)、維修變得更加簡單，但動、靜態(tài)性能卻提高了。
【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型實施例一種大功率直流電動機(jī)驅(qū)動控制裝置的功率系統(tǒng)電路原理圖；
[0007]圖2是本實用新型實施例中單片機(jī)控制系統(tǒng)原理圖；
[0008]圖3是本實用新型實施例中角磨機(jī)應(yīng)用實例示意圖；
[0009]圖4是現(xiàn)有技術(shù)H橋式電路示意圖。
[0010]附圖中:1.電機(jī)；2.G20N60開關(guān)；3A.光電耦合器a ；3B.光電耦合器b ；3C.光電耦合器c ;4A.繼電器a;4B.繼電器b;5A.電阻a;5B.電阻b;5C.電阻c ;5D.電阻d ;5E.電阻e ;6.柱腳a ;7.柱腳b ;8.柱腳c ;9.柱腳d ;10.PffM控制輸出;11.柱腳Κ2 ;12.柱腳Kl ；13.接地柱腳；14.正轉(zhuǎn)按鈕；15.反轉(zhuǎn)按鈕；16.停止按鈕；17.調(diào)速電位器Rl ； 18.PLC單片機(jī)；19.功率電路；20.磨頭；S1.兩檔撥動開關(guān)；R2.電阻f;Cl.電容。
【具體實施方式】
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