一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流電動機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電動機(jī)作為最主要的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍十分廣泛，已經(jīng)遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域以及人們的日常生活。不論是在工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是交通運(yùn)輸，國防，航空航天領(lǐng)域，醫(yī)院，商業(yè)和現(xiàn)代的辦公設(shè)備，以及我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫降碾娖?，以及在科技發(fā)達(dá)的今天，圍繞我們生活的電子設(shè)備等都使用著各種各樣的電動機(jī)。電機(jī)和人們的生活息息相關(guān)，密不可分。電機(jī)又可分為直流電和交流電機(jī)。盡管交流電機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、對環(huán)境要求低以及節(jié)能等特點(diǎn)。但是由于直流電機(jī)具有良好的啟動、制動性能，適合用在比較寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此在許多方面仍然取代不了直流電機(jī)。對移動設(shè)備，例如移動機(jī)器人，要求其運(yùn)行平穩(wěn)。其運(yùn)動系統(tǒng)普遍采用直流電源供電，由直流電動機(jī)帶動設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。其次由于直流電動機(jī)具有極好的運(yùn)動性能和控制特性，盡管它不如交流電動機(jī)那樣結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、制造方便、維護(hù)容易，但是長期以來，直流調(diào)速系統(tǒng)一直占據(jù)壟斷地位。所以，直流調(diào)速系統(tǒng)仍然是自動調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。在我國許多工業(yè)部門，如乳鋼、礦山采掘、海洋鉆探、金屬加工、紡織、造紙以及高層建筑等需要高性能可控電力拖動的場合，仍然廣泛采用直流調(diào)速系統(tǒng)。而且，直流調(diào)速系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，從控制技術(shù)的角度來看，它又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
[0003]目前直流電機(jī)的調(diào)速方法比較多，例如調(diào)節(jié)電樞供電電壓，減弱勵磁磁通，改變電樞回路電阻等調(diào)速方式，但對于要求在一定范圍內(nèi)無極平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式最好。利用直流調(diào)速系統(tǒng)時，它們所表現(xiàn)出來的性能指標(biāo)和人們的期望值總是存在差異，解決此問題的方法就是設(shè)計具有轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。因此研究一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，使系統(tǒng)啟動時平穩(wěn)啟動，具有一定的應(yīng)用價值。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，解決以上技術(shù)問題。
[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]—種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，包括電機(jī)，還包括信號輸入模塊，所述信號輸入模塊連接信號處理模塊，所述信號處理模塊依次通過PWM變換器、Η橋電路驅(qū)動模塊連接所述電機(jī)的控制端；
[0007]還包括與所述電機(jī)輸出軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出端連接所述信號處理模塊。
[0008]本實(shí)用新型的速度通過信號輸入模塊給定，通過Η橋電路和PWM技術(shù)相結(jié)合，通過改變占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)電壓，進(jìn)而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變電機(jī)兩端電壓的方向?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。而旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用，信號處理模塊通過測量旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖頻率，即可確定電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度和方向。根據(jù)給定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速差值，經(jīng)運(yùn)算后調(diào)節(jié)PWM變換器的占空比，以一定規(guī)律使電機(jī)加速或減速，最終使電機(jī)工作于給定轉(zhuǎn)速。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)編碼器優(yōu)選采用增量式編碼器，所述增量式編碼器以齒輪嚙合加裝在所述電機(jī)的輸出軸上。
[0010]所述信號輸入模塊優(yōu)選包括按鍵組和顯示器。通過按鍵組和顯示器的結(jié)合輸入給定轉(zhuǎn)速。
[0011]所述信號處理模塊采用基于單片機(jī)結(jié)構(gòu)的信號處理模塊，所述信號處理模塊優(yōu)選采用R5F100AA單片機(jī)。
[0012]所述信號處理模塊內(nèi)置有定時器。
[0013]有益效果:由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正常啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速和減速，通過速度反饋調(diào)節(jié)以使電機(jī)能以平穩(wěn)的速度運(yùn)行。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的一種整體連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]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)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0016]參照圖1，一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，包括依次連接的信號輸入模塊
1、信號處理模塊2、PWM變換器3、H橋電路驅(qū)動模塊4、電機(jī)5。還包括與電機(jī)5輸出軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器6，旋轉(zhuǎn)編碼器6的信號輸出端連接信號處理模塊2。
[0017]信號輸入模塊1優(yōu)選包括按鍵組和顯示器。通過按鍵組和顯示器的結(jié)合輸入給定轉(zhuǎn)速。
[0018]信號處理模塊2采用基于單片機(jī)結(jié)構(gòu)的信號處理模塊2，信號處理模塊2優(yōu)選采用R5F100AA單片機(jī)。信號處理模塊2內(nèi)置有定時器。
[0019]旋轉(zhuǎn)編碼器6優(yōu)選采用增量式編碼器，增量式編碼器以齒輪嚙合加裝在電機(jī)5的輸出軸上。
[0020]本實(shí)用新型還包括電源模塊7，電源模塊7的電源輸出端分別連接信號處理模塊2的電源輸入端、Η橋電路驅(qū)動模塊4的電源輸入端、電機(jī)5的電源輸入端。通過電源模塊7給本系統(tǒng)供電。
[0021]本實(shí)用新型的速度通過信號輸入模塊1給定，通過Η橋電路和PWM技術(shù)相結(jié)合，通過改變占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)電壓，進(jìn)而改變電機(jī)5的轉(zhuǎn)速，改變電機(jī)5兩端電壓的方向?qū)崿F(xiàn)電機(jī)5的正反轉(zhuǎn)。而旋轉(zhuǎn)編碼器6的應(yīng)用，信號處理模塊2通過測量旋轉(zhuǎn)編碼器6輸出脈沖頻率，即可確定電機(jī)5實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度和方向。根據(jù)給定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速差值，經(jīng)運(yùn)算后調(diào)節(jié)PWM變換器3的占空比，以一定規(guī)律使電機(jī)5加速或減速，最終使電機(jī)5工作于給定轉(zhuǎn)速。
[0022]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(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)施例和說明書中描述的只是說明本實(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)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，包括電機(jī)，其特征在于，還包括信號輸入模塊，所述信號輸入模塊連接信號處理模塊，所述信號處理模塊依次通過PWM變換器、Η橋電路驅(qū)動模塊連接所述電機(jī)的控制端； 還包括與所述電機(jī)輸出軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出端連接所述信號處理模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)編碼器采用增量式編碼器，所述增量式編碼器以齒輪嚙合加裝在所述電機(jī)的輸出軸上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號輸入模塊包括按鍵組和顯示器，通過按鍵組和顯示器的結(jié)合輸入給定轉(zhuǎn)速。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理模塊采用基于單片機(jī)結(jié)構(gòu)的信號處理模塊，所述信號處理模塊采用R5F100AA單片機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理模塊內(nèi)置有定時器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流電動機(jī)系統(tǒng)。一種帶有速度反饋的直流電動機(jī)系統(tǒng)，包括電機(jī)，還包括信號輸入模塊，信號輸入模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊依次通過PWM變換器、H橋電路驅(qū)動模塊連接電機(jī)的控制端。還包括與電機(jī)輸出軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出端連接信號處理模塊。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正常啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速和減速，通過速度反饋調(diào)節(jié)以使電機(jī)能以平穩(wěn)的速度運(yùn)行。
【IPC分類】H02P7/00, H02P7/03, H02K11/21
【公開號】CN204967682
【申請?zhí)枴緾N201520807028
【發(fā)明人】宋本嘉, 張健, 王兵, 張成鐸, 王洋, 田濤, 岳亮, 荊長泉, 朱之波, 田進(jìn), 劉宏偉, 劉茂河, 畢雪利
【申請人】國網(wǎng)山東桓臺縣供電公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月16日