三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型主要涉及控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括三相異步電動機(jī)、智能功率模塊、光電隔離電路、控制單元、存儲器、單片機(jī)、液晶顯示、鍵盤輸入、D/A輸出和USB接口電路，D/A輸出的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；USB接口電路的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；鍵盤輸入的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；單片機(jī)的輸出端連接著液晶顯示的輸入端；控制單元的輸出端連接著光電隔離電路的輸入端；光電隔離電路的輸出端連接著智能功率模塊的輸入端；智能功率模塊的輸出端連接著三相異步電動機(jī)。本實(shí)用新型控制準(zhǔn)確，能夠通過單片機(jī)輸入轉(zhuǎn)速，使用DSP控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)速，調(diào)速系統(tǒng)價(jià)格低廉、穩(wěn)定性高。
【專利說明】
三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型主要涉及控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]直流電力拖動和交流電機(jī)拖動在19世紀(jì)先后誕生。在20世紀(jì)上半葉的年代里，鑒于直流拖動具有優(yōu)越的調(diào)速性能，高性能可調(diào)速拖動都采用直流電機(jī)，而約占電力拖動總?cè)萘?0%以上的不變速拖動系統(tǒng)則采用交流電機(jī)。一般電動機(jī)調(diào)速只能確定大概的速度范圍，交流電機(jī)調(diào)速較少，無法做到精確調(diào)速，而且價(jià)格高昂，穩(wěn)定性差。如何讓電動機(jī)在精確調(diào)速的情況下價(jià)格低廉且具有高穩(wěn)定性是十分具有價(jià)值意義的研究方向。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其控制準(zhǔn)確，能夠通過單片機(jī)輸入轉(zhuǎn)速，使用DSP控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)速，調(diào)速系統(tǒng)價(jià)格低廉、穩(wěn)定性尚。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)包括三相異步電動機(jī)、智能功率模塊、光電隔離電路、控制單元、存儲器、單片機(jī)、液晶顯示、鍵盤輸入、D/A輸出和USB接口電路，其控制準(zhǔn)確，能夠通過單片機(jī)輸入轉(zhuǎn)速，使用DSP控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)速，調(diào)速系統(tǒng)價(jià)格低廉、穩(wěn)定性高。
[0005]其中，所述D/A輸出的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端;所述USB接口電路的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端;所述鍵盤輸入的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端;所述單片機(jī)的輸出端連接著液晶顯示的輸入端;所述單片機(jī)連接著存儲器;所述存儲器連接著控制單元;所述控制單元的輸出端連接著光電隔離電路的輸入端;所述光電隔離電路的輸出端連接著智能功率模塊的輸入端;所述智能功率模塊的輸出端連接著三相異步電動機(jī)。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)所述單片機(jī)采用AT89S52單片機(jī)。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)所述控制單元采用TMS320LF2407A DSP芯片。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)所述光電隔離電路由6片TLP127及限流電路組成。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)所述液晶顯示采用0CMJ4X82B顯示器。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)所述智能功率模塊采用IPM智能功率模塊。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)所述存儲器采用雙口 RAM。
[0012]控制效果:本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其控制準(zhǔn)確，能夠通過單片機(jī)輸入轉(zhuǎn)速，使用DSP控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)速，調(diào)速系統(tǒng)價(jià)格低廉、穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0014]圖1為本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)控制單元原理圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)光電隔離電路原理圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)鍵盤輸入原理圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)液晶顯示原理圖。
[0019]圖6為本實(shí)用新型三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)USB接口電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]【具體實(shí)施方式】一:
[0021 ]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)包括三相異步電動機(jī)、智能功率模塊、光電隔離電路、控制單元、存儲器、單片機(jī)、液晶顯示、鍵盤輸入、D/A輸出和USB接口電路，其控制準(zhǔn)確，能夠通過單片機(jī)輸入轉(zhuǎn)速，使用DSP控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)速，調(diào)速系統(tǒng)價(jià)格低廉、穩(wěn)定性高。
[0022]其中，所述D/A輸出的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，D/A輸出用于將轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)輸出到模擬設(shè)備。
[0023]所述USB接口電路的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，USB接口電路用于將轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)。
[0024]所述鍵盤輸入的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，鍵盤輸入用于單片機(jī)調(diào)用預(yù)設(shè)的漢字，也可以輸入數(shù)字(用來設(shè)置轉(zhuǎn)速)。
[0025]所述單片機(jī)的輸出端連接著液晶顯示的輸入端，液晶顯示用于顯示給定轉(zhuǎn)速。
[0026]所述單片機(jī)連接著存儲器，單片機(jī)用于對存儲器中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。
[0027]所述存儲器連接著控制單元，存儲器用于存儲控制單元采集的變量波形數(shù)據(jù)。
[0028]所述控制單元的輸出端連接著光電隔離電路的輸入端，控制單元用于控制系統(tǒng)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和電樞電流米樣。
[0029]所述光電隔離電路的輸出端連接著智能功率模塊的輸入端，光電隔離電路用于控制單元與智能功率單元的電氣隔離，并將PWM信號放大。
[0030]所述智能功率模塊的輸出端連接著三相異步電動機(jī)，三相異步電動機(jī)作為被控對象，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速。
[0031]【具體實(shí)施方式】二:
[0032]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6說明本實(shí)施方式，所述單片機(jī)采用AT89S52單片機(jī)，AT89S52控制單元主要完成以下功能:一是通過鍵盤輸入接口完成對給定轉(zhuǎn)速的設(shè)定;二是通過液晶顯示單元完成對給定轉(zhuǎn)速的顯示;三是完成對雙口 RAM中存儲數(shù)據(jù)的讀取，并將讀取的數(shù)據(jù)通過USB接口電路導(dǎo)入上位機(jī)或通過D/A輸出電路輸入到模擬設(shè)備。所述AT89S52單片機(jī)具有價(jià)格低廉，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
[0033]【具體實(shí)施方式】三:
[0034]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6說明本實(shí)施方式，所述控制單元采用TMS320LF2407A DSP芯片，TMS320LF2407A主要包括算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(CALU)、寄存器集、輔助算術(shù)邏輯單元(ARAU)、乘法器、乘法移位器、累加器、加法移位器、時(shí)鐘鎖相環(huán)電路、兩個完全等同的事件管理器A，B(包括通用定時(shí)器、比較單元、捕獲/正交編碼器脈沖電路)、內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器、雙串口、看門狗、CAN總線電路單元等。TMS320LF2407A采用先進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，流水線作業(yè)，在30MHz內(nèi)部時(shí)鐘頻率下，指令周期僅為33ns。
[0035]【具體實(shí)施方式】四:
[0036]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6說明本實(shí)施方式，所述光電隔離電路由6片TLP127及限流電路組成，TLP127是一個小型扁平耦合器，以TOSHIBA為代表品牌，適用于貼片安裝，包含一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，該二極管光耦合到一個達(dá)林頓光電晶體管。具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
[0037]【具體實(shí)施方式】五:
[0038]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6說明本實(shí)施方式，所述液晶顯示采用0CMJ4X82B顯示器，所述0CMJ4X82B顯示器為中文圖形兩用型液晶顯示，顯示效果更加清晰。所述0CMJ4X82B顯示器具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定姓尚、顯不效果好的特點(diǎn)。
[0039]【具體實(shí)施方式】六:
[0040]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6說明本實(shí)施方式，所述智能功率模塊采用IPM智能功率模塊，開關(guān)速度快，低功耗，具有快速的短路保護(hù)功能，具有過熱保護(hù)功能，具有柵極驅(qū)動欠壓封鎖功能，抗干擾能力強(qiáng)，無須采取防靜電措施。
[0041]【具體實(shí)施方式】七:
[0042]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6說明本實(shí)施方式，所述存儲器采用雙口RAM，是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，也叫主存。它可以隨時(shí)讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲媒介。
[0043]工作原理:單片機(jī)控制系統(tǒng)上電后，首先通過鍵盤輸入接口輸入給定轉(zhuǎn)速，單片機(jī)將給定轉(zhuǎn)速存儲在存儲器中，同時(shí)，給定轉(zhuǎn)速通過單片機(jī)PO 口輸出到液晶顯示單元上顯示轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速的顯示范圍為O?9999r/min，然后通過鍵盤輸入來確定是否要對相關(guān)變量采樣并存儲。其次給控制單元控制系統(tǒng)上電，運(yùn)行初始化程序完成初始狀態(tài)的設(shè)定(包括對相關(guān)變量采樣數(shù)據(jù)存儲等)，控制單元的控制系統(tǒng)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。單片機(jī)將轉(zhuǎn)速通過USB接口傳送給上位機(jī)，通過D/A輸出輸出給模擬設(shè)備，光電隔離電路將控制單元和智能功率模塊隔離開。本控制系統(tǒng)具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
[0044]雖然本實(shí)用新型已以較佳的實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動和修飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于，所述三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)包括三相異步電動機(jī)、智能功率模塊、光電隔離電路、控制單元、存儲器、單片機(jī)、液晶顯示、鍵盤輸入、D/A輸出和USB接口電路，所述D/A輸出的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端;所述USB接口電路的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端;所述鍵盤輸入的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端;所述單片機(jī)的輸出端連接著液晶顯示的輸入端;所述單片機(jī)連接著存儲器;所述存儲器連接著控制單元;所述控制單元的輸出端連接著光電隔離電路的輸入端;所述光電隔尚電路的輸出端連接著智能功率申吳塊的輸入端;所述智能功率申吳塊的輸出端連接著三相異步電動機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)采用AT89S52單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元采用TMS320LF2407A DSP芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于:所述光電隔離電路由6片TLP127及限流電路組成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于:所述液晶顯示采用0CMJ4X82B顯示器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于:所述智能功率模塊采用IPM智能功率模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步電機(jī)的全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)，其特征在于:所述存儲器采用雙口 RAM。
【文檔編號】H02P23/00GK205647328SQ201620478327
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】趙培成
【申請人】趙培成