專利名稱：一種直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流電機(jī)調(diào)速裝置，尤其適用于旋轉(zhuǎn)電樞式直流電動(dòng)機(jī)使用 的直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
在直流電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子速度的閉環(huán)控制環(huán)節(jié)需要檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信 號(hào)。目前，直流電機(jī)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)多由不控的直流勵(lì)磁電源，微核心處理器控制的 電樞電源，直流電機(jī)及轉(zhuǎn)速、電壓電流傳感器組成。直流勵(lì)磁電源與電機(jī)勵(lì)磁繞組連接，由 微核心處理器控制電樞電源與電機(jī)電樞繞組連接，轉(zhuǎn)速傳感器與電機(jī)同軸連接。微核心處 理器接收轉(zhuǎn)速，電壓電流信號(hào)，對(duì)電樞電源進(jìn)行控制，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)行，該測(cè)試方法是 基于速度傳感器的控制系統(tǒng)，需要在直流電機(jī)上加裝光電碼盤、測(cè)速發(fā)電機(jī)等機(jī)械速度傳 感器來進(jìn)行電機(jī)速度檢測(cè)，并反饋轉(zhuǎn)速信號(hào)，該方法需要附加測(cè)速裝置，不僅提高了系統(tǒng)造 價(jià)，而且安裝困難。實(shí)現(xiàn)高性能的直流電機(jī)控制必須對(duì)電機(jī)電樞回路的電阻值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。只有準(zhǔn) 確的檢測(cè)電機(jī)電樞回路的電阻，才能精確計(jì)算出電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。檢測(cè)電機(jī)電樞回路的電 阻值是實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)無速度傳感器控制的關(guān)鍵。直流電機(jī)內(nèi)部電樞回路的電阻值隨著電機(jī) 運(yùn)行的工況不斷變化，其與電機(jī)內(nèi)部的溫度直接相關(guān)。通常檢測(cè)電機(jī)內(nèi)部溫度需要加裝特 殊的傳感器，不僅提高了系統(tǒng)造價(jià)又增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且增加了系統(tǒng)的維護(hù)工作量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)和方法簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、成本低的直流電機(jī)無 速度傳感器調(diào)速裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置包括包括控制 器，控制器的輸入端分別連接有電樞回路電壓和電流傳感器、勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器 和全數(shù)字式鍵盤，其輸出端分別連接有電樞直流電源和勵(lì)磁直流電源，電樞回路電壓和電 流傳感器與電樞直流電源相連接，勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器與勵(lì)磁直流電源相連接，樞 回路電壓和電流傳感器與勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器將分別采集到的電壓、電流信號(hào)發(fā)送 至控制器。所述的控制器包括順序連接的低通濾波電路、數(shù)字采樣電路、微核心處理器和施 密特觸發(fā)電路；所述的微核心處理器型號(hào)為TMS320F2812 ；所述的電樞回路電壓和電流傳 感器的型號(hào)為霍爾式電壓電流傳感器；勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器的型號(hào)為霍爾式電壓電 流傳感器。有益效果本實(shí)用新型無機(jī)械速度傳感器，利用繞組的電阻值與繞組本身的溫度 呈線性關(guān)系以及直流電機(jī)本身電磁關(guān)系，間接估算出轉(zhuǎn)子速度，控制效果好，對(duì)于直流電動(dòng) 機(jī)速度閉環(huán)控制系統(tǒng)省略了速度傳感器，不僅具有檢測(cè)精度高，可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，操作及維護(hù)方便，造價(jià)低，具有廣泛的實(shí)用性。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型的控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-電樞直流電源，2-直流電機(jī)電樞繞組，3-直流電機(jī)勵(lì)磁繞組，4-勵(lì)磁直流 電源，5-電樞回路電壓和電流傳感器，6-勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器，7-控制器，8-全數(shù)字 式鍵盤。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述如圖所示，本實(shí)用新型的直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置，包括電樞回路電壓和 電流傳感器5，勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器6，控制器7和全數(shù)字式鍵盤8 ；控制器7包括順 序連接的低通濾波電路、數(shù)字采樣電路、微核心處理器和施密特觸發(fā)電路，其中微核心處理 器型號(hào)為TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812?？刂破?中低通濾波電路的輸入端分別與電樞回路 電壓和電流傳感器5和勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器6連接，全數(shù)字式鍵盤8與控制器7中 的微核心處理器連接，用以輸入?yún)⒖妓俣?；電樞回路電壓和電流傳感?和勵(lì)磁回路電壓 和電流傳感器6分別與電樞直流電源1和勵(lì)磁直流電源4連接，控制器7的施密特觸發(fā)電 路輸出端分別連接有電樞直流電源1和勵(lì)磁直流電源4，電樞直流電源1與直流電機(jī)電樞繞 組2直接連接，勵(lì)磁直流電源4與直流電機(jī)勵(lì)磁繞組3直接連接。電樞回路電壓和電流傳 感器5與電樞直流電源1相連接，勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器6與勵(lì)磁直流電源4相連接， 電樞回路電壓和電流傳感器5與勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器6將分別采集到的電壓、電流 信號(hào)發(fā)送至控制器7。電樞回路電壓和電流傳感器5的型號(hào)為霍爾式電壓電流傳感器；勵(lì) 磁回路電壓和電流傳感器6的型號(hào)為霍爾式電壓電流傳感器。工作原理及工作過程在直流電機(jī)的電樞直流電源1和勵(lì)磁直流電源4上分別安 裝電樞回路電壓和電流傳感器5和勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器6，通過電樞回路電壓和電 流傳感器5和勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器6分別對(duì)電樞直流電源1和勵(lì)磁直流電源4的電 壓和電流數(shù)值進(jìn)行采樣，并將采樣信息發(fā)送到控制器7中；控制器7對(duì)采樣信息進(jìn)行運(yùn)算處 理，得到直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)，將轉(zhuǎn)速數(shù)與設(shè)定轉(zhuǎn)速數(shù)值進(jìn)行比較；若轉(zhuǎn)速數(shù)與設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)值不 一致，則控制器7計(jì)算出此時(shí)電樞直流電源1和勵(lì)磁直流電源4所應(yīng)施加于電機(jī)的電壓大 小，對(duì)電樞直流電源1和勵(lì)磁直流電源4輸出控制信號(hào)，改變電機(jī)的電樞電壓和勵(lì)磁電壓， 使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)發(fā)生改變，與設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)值達(dá)到一致。
權(quán)利要求1.一種直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置，其特征在于它包括控制器(7)，控制器(7) 的輸入端分別連接有電樞回路電壓和電流傳感器(5)、勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器(6)和 全數(shù)字式鍵盤(8)，其輸出端分別連接有電樞直流電源(1)和勵(lì)磁直流電源G)，電樞回路 電壓和電流傳感器( 與電樞直流電源(1)相連接，勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器(6)與勵(lì) 磁直流電源(4)相連接，樞回路電壓和電流傳感器( 與勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器(6) 將分別采集到的電壓、電流信號(hào)發(fā)送至控制器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置，其特征在于所述的控制 器(7)包括順序連接的低通濾波電路、數(shù)字采樣電路、微核心處理器和施密特觸發(fā)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置，其特征在于所述的微核 心處理器型號(hào)為TMS320F2812。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置，其特征在于所述的電樞 回路電壓和電流傳感器(5)的型號(hào)為霍爾式電壓電流傳感器；勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器 (6)的型號(hào)為霍爾式電壓電流傳感器。
專利摘要一種直流電機(jī)無速度傳感器調(diào)速裝置，適用于旋轉(zhuǎn)電樞式直流電動(dòng)機(jī)使用。包括控制器，控制器的輸入端分別連接有電樞回路電壓和電流傳感器、勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器和全數(shù)字式鍵盤，其輸出端分別連接有電樞直流電源和勵(lì)磁直流電源，電樞回路電壓和電流傳感器與電樞直流電源相連接，勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器與勵(lì)磁直流電源相連接，樞回路電壓和電流傳感器與勵(lì)磁回路電壓和電流傳感器將分別采集到的電壓、電流信號(hào)發(fā)送至控制器。無需速度傳感器，結(jié)構(gòu)及方法簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02P7/06GK201860288SQ20102056118
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者何鳳有, 宋吉, 張嘉敏, 王抗, 譚國(guó)俊, 鄧先明 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué), 徐州中礦大傳動(dòng)與自動(dòng)化有限公司