一種基于雙閉環控制的直流調速系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于雙閉環控制的直流調速系統，其特征在于：由變壓器T，整流濾波電路，與整流濾波電路輸出端相連接的雙閉環控制電路，與雙閉環控制電路相連的微調電路，與變壓器T副邊相連的穩壓電路，與穩壓電路輸出端相連的運算放大電路，以及與運算放大電路輸出端相連的輸出電路組成；所述的雙閉環控制電路和微調電路均與變壓器T的原邊相連；本發明可以抑制電網干擾對電動機轉速的影響，使電動機啟動、制動、反轉更順暢，提高生產效率。
【專利說明】一種基于雙閉環控制的直流調速系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子領域，具體是指一種基于雙閉環控制的直流調速系統。
【背景技術】
[0002]目前，在許多生產活動中都已經使用機械化，由于機械加工和運行的要求，使電動機經常處于啟動、制動、反轉的過渡過程中，因此啟動和制動過程中的時間在很大程度上決定了機械的生產效率。為了縮短這一部分的時間，目前均使用比例積分調節器的轉速負反饋單閉環調速系統來實現。但是現有的調速系統其動、靜態性能不是很好，穩定性不高，容易受到電網的干擾，從而對機械的轉速產生影響。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服目前生產機械用的調速系統穩定性不高，對機械的轉速產生影響的缺陷，提供一種動、靜態性能良好，穩定性高的基于雙閉環控制的直流調速系統。
[0004]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種基于雙閉環控制的直流調速系統，由變壓器T，整流濾波電路，與整流濾波電路輸出端相連接的雙閉環控制電路，與雙閉環控制電路相連的微調電路，與變壓器T副邊相連的穩壓電路，與穩壓電路輸出端相連的運算放大電路，以及與運算放大電路輸出端相連的輸出電路組成；所述的雙閉環控制電路和微調電路均與變壓器T的原邊相連。
[0005]所述的雙閉環控制電路由控制芯片U1，場效應管MOS，一端與整流濾波電路相連、另一端經電位器R5后與控制芯片Ul的VCC管腳相連的電阻R4，N極與電阻R4和電位器R5的連接點相連、P極與變壓器T原邊電感線圈L2的同名端相連的二極管D1，一端與二極管Dl的N極相連、另一端接地的電容Cl，一端與二極管Dl的N極相連、另一端經電阻R2后接地的電阻Rl，一端與控制芯片Ul的COMP管腳相連、另一端與電阻Rl和電阻R2的連接點相連接的電容C2，一端與控制芯片Ul的VREF管腳相連、另一端接地的電容C3，一端與控制芯片Ul的VREF管腳相連接、另一端經電容C4后接地的電阻R3，一端與控制芯片Ul的⑶管腳相連、另一端與場效應管MOS的柵極相連的電阻R7，一端與場效應管MOS的柵極相連、另一端接地的電阻R8，一端與控制芯片Ul的IS管腳相連、另一端經電阻RlO后接地的電阻R9，以及一端與控制芯片Ul的IS管腳相連、另一端接地的電容C5組成；所述場效應管MOS的漏極分別與變壓器T原邊電感線圈LI的非同名端和電感線圈L2的同名端相連，其源極則與電阻R9和電阻RlO的連接點相連接；控制芯片Ul的VFB管腳與電阻Rl和電阻R2的連接點相連，其RC管腳與電阻R3和電容C4的連接點相連，其GND管腳接地；所述變壓器T原邊電感線圈L2的非同名端接地。
[0006]所述的整流濾波電路包括熔斷器FUl，熔斷器FU2，二極管橋式整流器U，電容CO ；熔斷器FUl和熔斷器FU2分別與二極管橋式整流器U的兩個輸入端相連，電容CO的一端與電阻R4相連、另一端接地；所述的二極管橋式整流器U的一輸出端接地、其另一輸出端同時與電阻R4和電容CO的連接點和微調電路相連。
[0007]所述的微調電路由二極管D2，電容C6，電阻R6組成；二極管D2的N極經電容C6和電阻R6后回到其P極；所述二極管D2的P極同時與電容CO和電阻R4的連接點以及變壓器T原邊電感線圈LI的同名端相連，其N極則與變壓器T原邊電感線圈LI的同名端相連；電阻R6和電容C6的連接點與變壓器T原邊電感線圈LI的非同名端相連。
[0008]所述的穩壓電路由穩壓二極管D4，電阻R11，電容C7，二極管D3組成；穩壓二極管D4的N極經電阻Rl I和電容C7后回到其P極；二極管D3的N極與電阻Rl I和電容C7的連接點相連，其P極則與變壓器T副邊電感線圈L3的非同名端相連；所述變壓器T副邊電感線圈L3的同名端與電容C7和穩壓二極管D4的連接點相連接；穩壓二極管D4的N極還與輸出電路相連，其P極則同時與輸出電路和運算放大電路相連。
[0009]所述的運算放大電路包括運算放大器P1，運算放大器P2，電阻R13，電阻R12，二極管D5，電容C8，電容C9 ;運算放大器Pl的負極順次經電阻Rl3和二極管D5以及電容C8后接地，其正極與穩壓二極管D4的P極相連，輸出極則與運算放大器P2的正極相連；所述運算放大器P2的負極與其輸出極相連；電阻R12串接在運算放大器Pl的正極和輸出極之間；電容C9的一端與運算放大器P2的輸出端相連，其另一端則同時與穩壓二極管D4的P極和輸出電路相連。
[0010]所述的輸出電路由三極管VTl，三極管VT2，以及一端與三極管VT2的集電極相連、另一端則經電阻R14后與穩壓二極管D4的N極相連的電阻R15組成；所述三極管VT2的基極與穩壓二極管D4的N極相連，發射極接地；三極管VTl的基極與穩壓二極管D4的P極相連，其集電極與三極管VT2的基極相連，其發射極則與三極管VT2的發射極相連。
[0011]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0012](I)本發明采用雙閉環控制電路，通過其作用使系統更穩定，可以抑制電網干擾對電動機轉速的影響，使電動機啟動、制動、反轉更順暢，提高生產效率。
[0013](2)本發明的雙閉環控制電路還可以作為開關電源電路使用，對系統有保護作用，防止因電壓過高對系統及電動機造成損害。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0016]實施例
[0017]如圖1所示，本發明的基于雙閉環控制的直流調速系統，由變壓器T，整流濾波電路，與整流濾波電路輸出端相連接的雙閉環控制電路，與雙閉環控制電路相連的微調電路，與變壓器T副邊相連的穩壓電路，與穩壓電路輸出端相連的運算放大電路，以及與運算放大電路輸出端相連的輸出電路組成；所述的雙閉環控制電路和微調電路均與變壓器T的原邊相連。
[0018]所述的雙閉環控制電路為本發明的重點，其由控制芯片U1，場效應管MOS，一端與整流濾波電路相連、另一端經電位器R5后與控制芯片Ul的VCC管腳相連的電阻R4，N極與電阻R4和電位器R5的連接點相連、P極與變壓器T原邊電感線圈L2的同明端相連的二極管D1，一端與二極管Dl的N極相連、另一端接地的電容Cl，一端與二極管Dl的N極相連、另一端經電阻R2后接地的電阻R1，一端與控制芯片Ul的COMP管腳相連、另一端與電阻Rl和電阻R2的連接點相連接的電容C2，一端與控制芯片Ul的VREF管腳相連、另一端接地的電容C3，與電容C4串聯后再與電容C3相并聯的電阻R3，一端與控制芯片Ul的GD管腳相連、另一端與場效應管MOS的柵極相連的電阻R7，一端與場效應管MOS的柵極相連、另一端接地的電阻R8，一端與控制芯片Ul的IS管腳相連、另一端經電阻RlO后接地的電阻R9，以及一端與控制芯片Ul的IS管腳相連、另一端接地的電容C5組成。
[0019]所述場效應管MOS的漏極分別與變壓器T原邊電感線圈LI的非同名端和電感線圈L2的同名端相連，其源極則與電阻R9和電阻RlO的連接點相連接；控制芯片Ul的VFB管腳與電阻Rl和電阻R2的連接點相連，其RC管腳與電阻R3和電容C4的連接點相連，其GND管腳接地；所述變壓器T原邊電感線圈L2的非同名端接地。雙閉環控制電路的電壓穩定度非常高，可以有效的保護系統使其不受電網電壓波動干擾。當控制芯片Ul的IS管腳的電壓過高時，由電容C3，電容C4，電阻R3以及控制芯片Ul的VREF管腳和RC管腳組成的振蕩器停振，從而避免場效應管MOS和后續電路不至于過流而損壞。
[0020]所述的整流濾波電路包括熔斷器FUl，熔斷器FU2，二極管橋式整流器U，電容CO。熔斷器FUl和熔斷器FU2分別與二極管橋式整流器U的兩個輸入端相連，電容CO的一端與電阻R4相連、另一端接地；所述的二極管橋式整流器U的一輸出端接地、其另一輸出端同時與電阻R4和電容CO的連接點和微調電路相連。通過整流濾波電路把220V市電變為平順的直流電壓，為雙閉環控制電路提供啟動電壓。
[0021]所述的微調電路由P極與變壓器T原邊電感線圈LI的同名端相連、N極經電容C6后與電感線圈LI的非同名端相連的二極管D2，以及一端同時與二極管D2的N極和電感線圈LI的同名端相連、另一端與電感線圈LI的非同名端相連的電阻R6組成。所述變壓器T原邊電感線圈LI的同名端還與電阻R4和電容CO的連接點相連。由微調電路和雙閉環控制電路輸出的電壓經變壓器T變壓后輸出給穩壓電路。
[0022]所述的穩壓電路可以對系統內部的電壓做進一步的控制，使從變壓器T輸出的電壓更加穩定。其由穩壓二極管D4，電阻R11，電容C7，二極管D3組成。穩壓二極管D4的N極經電阻Rll和電容C7后回到其P極；二極管D3的N極與電阻Rll的電容C7的連接點相連，其P極則與變壓器T副邊電感線圈L3的非同名端相連；所述變壓器T副邊電感線圈L3的同名端與電容C7和穩壓二極管D4的連接點相連接；穩壓二極管D4的N極還與輸出電路相連，其P極則同時與輸出電路和運算放大電路相連。
[0023]所述的運算放大電路包括運算放大器Pl，運算放大器P2，N極經電容C8后接地、P極經電阻R13后與運算放大器Pl的負極相連的二極管D5，串接在運算放大器Pl的正極和輸出極之間的電阻R12，以及一端同時與穩壓二極管D4的P極和輸出電路相連接、另一端與運算放大器P2的輸出極相連的電容C9組成。所述運算放大器Pl的正極與穩壓二極管D4的P極相連接，其輸出極與運算放大器P2的正極相連接，運算放大器P2的負極與其輸出極相連接。為了保證實施效果，運算放大器Pl和運算放大器P2優選為LM324。
[0024]所述的輸出電路由三極管VTl，三極管VT2，以及一端與三極管VT2的集電極相連、另一端則經電阻R14后與穩壓二極管D4的N極相連的電阻R15組成；所述三極管VT2的基極與穩壓二極管D4的N極相連，發射極接地；三極管VTl的基極與穩壓二極管D4的P極相連，其集電極與三極管VT2的基極相連，其發射極則與三極管VT2的發射極相連。
[0025]如上所述，便可以很好的實現本發明。
【權利要求】
1.一種基于雙閉環控制的直流調速系統，其特征在于:由變壓器T，整流濾波電路，與整流濾波電路輸出端相連接的雙閉環控制電路，與雙閉環控制電路相連的微調電路，與變壓器T副邊相連的穩壓電路，與穩壓電路輸出端相連的運算放大電路，以及與運算放大電路輸出端相連的輸出電路組成；所述的雙閉環控制電路和微調電路均與變壓器T的原邊相連； 所述的雙閉環控制電路由控制芯片U1，場效應管MOS，一端與整流濾波電路相連、另一端經電位器R5后與控制芯片Ul的VCC管腳相連的電阻R4，N極與電阻R4和電位器R5的連接點相連、P極與變壓器T原邊電感線圈L2的同名端相連的二極管D1，一端與二極管Dl的N極相連、另一端接地的電容Cl，一端與二極管Dl的N極相連、另一端經電阻R2后接地的電阻Rl，一端與控制芯片Ul的COMP管腳相連、另一端與電阻Rl和電阻R2的連接點相連接的電容C2，一端與控制芯片Ul的VREF管腳相連、另一端接地的電容C3，一端與控制芯片Ul的VREF管腳相連接、另一端經電容C4后接地的電阻R3，一端與控制芯片Ul的⑶管腳相連、另一端與場效應管MOS的柵極相連的電阻R7，一端與場效應管MOS的柵極相連、另一端接地的電阻R8，一端與控制芯片Ul的IS管腳相連、另一端經電阻RlO后接地的電阻R9，以及一端與控制芯片Ul的IS管腳相連、另一端接地的電容C5組成；所述場效應管MOS的漏極分別與變壓器T原邊電感線圈LI的非同名端和電感線圈L2的同名端相連，其源極則與電阻R9和電阻RlO的連接點相連接；控制芯片Ul的VFB管腳與電阻Rl和電阻R2的連接點相連，其RC管腳與電阻R3和電容C4的連接點相連，其GND管腳接地；所述變壓器T原邊電感線圈L2的非同名端接地。
2.根據權利要求1所述的一種基于雙閉環控制的直流調速系統，其特征在于:所述的整流濾波電路包括熔斷器FUl，熔斷器FU2，二極管橋式整流器U,電容CO ;熔斷器FUl和熔斷器FU2分別與二極管橋式整流器U的兩個輸入端相連，電容CO的一端與電阻R4相連、另一端接地；所述的二極管橋式整流器U的一輸出端接地、其另一輸出端同時與電阻R4和電容CO的連接點和微調電路相連。
3.根據權利要求2所述的一種基于雙閉環控制的直流調速系統，其特征在于:所述的微調電路由二極管D2，電容C6，電阻R6組成；二極管D2的N極經電容C6和電阻R6后回到其P極；所述二極管D2的P極同時與電容CO和電阻R4的連接點以及變壓器T原邊電感線圈LI的同名端相連，其N極則與變壓器T原邊電感線圈LI的同名端相連；電阻R6和電容C6的連接點與變壓器T原邊電感線圈LI的非同名端相連。
4.根據權利要求3所述的一種基于雙閉環控制的直流調速系統，其特征在于:所述的穩壓電路由穩壓二極管D4，電阻R11，電容C7，二極管D3組成；穩壓二極管D4的N極經電阻Rl I和電容C7后回到其P極；二極管D3的N極與電阻Rl I和電容C7的連接點相連，其P極則與變壓器T副邊電感線圈L3的非同名端相連；所述變壓器T副邊電感線圈L3的同名端與電容C7和穩壓二極管D4的連接點相連接；穩壓二極管D4的N極還與輸出電路相連，其P極則同時與輸出電路和運算放大電路相連。
5.根據權利要求4所述的一種基于雙閉環控制的直流調速系統，其特征在于:所述的運算放大電路包括運算放大器Pl，運算放大器P2，電阻R13，電阻R12，二極管D5，電容C8，電容C9 ;運算放大器Pl的負極順次經電阻R13和二極管D5以及電容CS后接地，其正極與穩壓二極管D4的P極相連，輸出極則與運算放大器P2的正極相連；所述運算放大器P2的負極與其輸出極相連；電阻R12串接在運算放大器Pl的正極和輸出極之間；電容C9的一端與運算放大器P2的輸出端相連，其另一端則同時與穩壓二極管D4的P極和輸出電路相連。
6.根據權利要求5所述的一種基于雙閉環控制的直流調速系統，其特征在于:所述的輸出電路由三極管VTl，三極管VT2，以及一端與三極管VT2的集電極相連、另一端則經電阻R14后與穩壓二極管D4的N極相連的電阻R15組成；所述三極管VT2的基極與穩壓二極管D4的N極相連，發射極接地；三極管VTl的基極與穩壓二極管D4的P極相連，其集電極與三極管VT2的基極相連，其發射極則與三極管VT2的發射極相連。
【文檔編號】H02P7/28GK104506096SQ201410676417
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月22日 優先權日:2014年11月22日
【發明者】杜琴 申請人:成都智利達科技有限公司