一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于，主要由電源，與電源相連接的電源處理電路，與電源處理電路相連接的保護電路，與保護電路相連接的逆變電路，分別與逆變電路相連接的電機和驅動電路，與驅動電路相連接的單片機，通過CAN總線與單片機相連接的電腦，與電機相連接的信號采樣電路等組成。本發明采用電源處理電路對電機的工作電壓進行處理，經過處理后的電機工作電壓變得很穩定，如此則可以避免電壓波動而影響電機的正常運行。本發明通過CAN總線對數據進行傳輸，提高了數據傳輸的穩定性和可靠性。本發明設置有保護電路，其可以對電機進行過流、過壓保護，避免電機被過電流和過電壓所損壞。
【專利說明】
一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種自動控制系統，具體是指一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統。
【背景技術】
[0002]電機自動控制系統廣泛用于機械、鋼鐵、礦山、冶金、化工等領域，這些行業中絕大部分生產機械都采用電機作原動機。因此，有效地控制電機，提高其運行性能，對國民經濟具有十分重要的現實意義。然而現有的電機控制系統容易受到電壓波動的影響，使電機無法正常運行。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有的電機控制系統容易受到電壓波動影響的缺陷，提供一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統。
[0004]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，主要由電源，與電源相連接的電源處理電路，與電源處理電路相連接的保護電路，與保護電路相連接的逆變電路，分別與逆變電路相連接的電機和驅動電路，與驅動電路相連接的單片機，通過CAN總線與單片機相連接的電腦，與電機相連接的信號采樣電路，以及串接在單片機與信號采樣電路之間的信號處理電路組成;所述信號處理電路由三極管VT7，三極管VT8，三極管VT9，負極與三極管VT9的基極相連接、正極則接地的電容Cl2，串接在電容C12的正極和三極管VT8的集電極之間的電阻Rll，負極與三極管VT8的集電極相連接、正極則形成該信號處理電路的輸入端的電容ClO，正極與三極管VT8的集電極相連接、負極則與三極管VT7的集電極相連接的電容Cll，串接在三極管VT7的基極和三極管VT9的基極之間的電阻R12，串接在三極管VT8的發射極和三極管VT9的集電極之間的電感L4，一端與三極管VT9的發射極相連接、另一端接地的電阻Rl3，以及負極與三極管VT9的集電極相連接、正極則順次經電容C13和電阻R14后與三極管VT8的發射極相連接的電容C14組成;所述三極管VT7的發射極與三極管VT8的基極相連接;所述三極管VT9的集電極形成該信號處理電路的輸出端并與單片機相連接;所述信號處理電路的輸入端與信號采樣電路的輸出端相連接。
[0005]所述保護電路由三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，單向晶閘管D6，串接在單向晶閘管D6的N極和三極管VT5的集電極之間的電阻R6，串接在單向晶閘管D6的控制端和三極管VT6的集電極之間的電阻R7，N極與三極管VT4的集電極相連接、P極則經電阻R8后與三極管VT4的發射極相連接的二極管D7，正極與三極管VT6的集電極相連接、負極則與三極管VT5的集電極相連接的電容C7，正極與三極管VT4的發射極相連接、負極則與三極管VT5的發射極相連接的電容C8，串接在三極管VT5的基極和三極管VT6的基極之間的電阻R9，以及負極與三極管VT5的集電極相連接、正極則經電位器RlO后與三極管VT6的發射極相連接的電容C9組成;所述三極管VT4的集電極與單向晶閘管D6的P極相連接，其基極則與二極管D7的P極相連接，其發射極則與三極管VT6的發射極相連接;所述電位器Rl O的控制端與三極管VT6的基極相連接;所述三極管VT4的集電極與三極管VT5的集電極共同形成該保護電路的輸入端并與電源處理電路的輸出端相連接;所述三極管VT6的發射極與電容C9的負極共同形成該保護電路的輸出端并與逆變電路的電源輸入端相連接。
[0006]所述電源處理電路由變壓器T，前端整流濾波電路，串接在前端整流濾波電路和變壓器T的原邊之間的觸發電路，以及與變壓器T的副邊相連接的輸出電路組成;所述電源處理電路的輸入端與電源相連接，其輸出端則與保護電路的輸入端相連接。
[0007]所述前端整流濾波電路由二極管整流器U，三極管VTl，正極與二極管整流器U的正極輸出端相連接、負極則經電阻Rl后與三極管VTl的發射極相連接的電容Cl，N極與電容Cl的負極相連接、P極則與三極管VTl的發射極相連接的二極管Dl，以及N極與電容Cl的正極相連接、P極則經電容C2后與三極管VTl的發射極相連接的二極管D2組成;所述三極管VTl的發射極與二極管整流器U的負極輸出端相連接，其集電極和基極則均與觸發電路相連接;所述二極管02的~極還與觸發電路相連接;所述二極管整流器U的輸入端接電源。
[0008]所述觸發電路由三極管VT2，三極管VT3，觸發芯片Ul，N極與變壓器T的原邊電感線圈LI的非名端相連接、P極則經電阻R2后與二極管D2的N極相連接的二極管D3，正極與二極管D2的N極相連接、負極則與三極管VT2的集電極相連接的電容C5，負極與三極管VTl的集電極相連接、正極則經電阻R3后與三極管VT2的集電極相連接的電容C4，正極與三極管VTl的基極相連接、負極則與觸發芯片Ul的VDD管腳相連接的電容C3，以及N極與三極管VT3的集電極相連接、P極則經電阻R4后與三極管VTl的集電極相連接的二極管D4組成;所述觸發芯片Ul的BD管腳同時與二極管D3的P極和三極管VT2的基極相連接，其SW管腳則與三極管VT2的發射極相連接，其FB管腳則與三極管VT3的發射極相連接，其CS管腳與三極管VT3的基極相連接，其GND管腳則與二極管D4的P極相連接的同時接地;所述變壓器T的原邊電感線圈LI的同名端與二極管02的~極相連接;所述變壓器T的原邊電感線圈L2的同名端同時與三極管VT2的集電極和三極管VT3的發射極相連接，其非同名端接地。
[0009]所述輸出電路由P極與變壓器T的副邊電感線圈L3的非同名端相連接、N極則與三極管VT4的集電極相連接的穩壓二極管D5，以及正極與穩壓二極管05的_及相連接、負極經電阻R5后與變壓器T的副邊電感線圈L3的同名端相連接的同時接地的電容C6組成;所述變壓器T的副邊電感線圈L3的同名端與三極管VT5的集電極相連接。
[0010]所述觸發芯片Ul為ACT365集成芯片。
[0011]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0012](I)本發明采用電源處理電路對電機的工作電壓進行處理，經過處理后的電機工作電壓變得很穩定，如此則可以避免電壓波動而影響電機的正常運行。
[0013](2)本發明通過CAN總線對數據進行傳輸，提高了數據傳輸的穩定性和可靠性。
[0014](3)本發明設置有保護電路，其可以對電機進行過流、過壓保護，避免電機被過電流和過電壓所損壞。
[0015](4)本發明設置有信號處理電路，其可以對信號采集電路采集到的信號進行濾波處理，避免干擾信號影響本發明對電機的控制精度。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的整體結構框圖。
[0017]圖2為本發明的電源處理電路的結構圖。
[0018]圖3為本發明的保護電路的結構圖。
[0019]圖4為本發明的信號處理電路的結構圖。
【具體實施方式】
[0020]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并不限于此。
[0021 ]實施例
[0022]如圖1所示，本發明的一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，主要由電源，電源處理電路，保護電路，逆變電路，電機，驅動電路，信號采樣電路，信號處理電路，單片機以及電腦組成。
[0023]其中，電源即為220V市電，其用于給電機提供工作電源。電源處理電路用于對220V市電進行處理，并輸出平順穩定的直流電，其輸入端與電源相連接。保護電路用于對電機進行過流、過壓保護，其輸入端與電源處理電路的輸出端相連接。逆變電路則用于把平順穩定的直流電轉換為交流電并驅動電機工作，其電源輸入端與保護電路的輸出端相連接，而其信號輸出端則與電機相連接。單片機為本發明的的信號控制中心，其優選為ZXLD1320型單片機，該ZXLD1320型單片機的CFB管腳通過CAN總線與電腦相連接，其M-LOAD管腳則與驅動電路的輸入端相連接，其ISE管腳則與信號處理電路的輸出端相連接。電腦則為本發明的人機交換窗口，用于輸入控制信號。信號采樣電路用于采集電機力矩輸出功率控制信號，其輸入端與電機相連接。該信號處理電路用于對電機力矩輸出功率控制信號進行處理，其輸入端與信號采樣電路的輸出端相連接。驅動電路則用于把單片機發出的信號輸送給逆變電路，其輸出端則與逆變電路的信號輸入端相連接。在本發明中，該逆變電路、驅動電路以及信號采樣電路采用現有的技術均可實現本發明。
[0024]如圖2所示，該電源處理電路由變壓器T，前端整流濾波電路，串接在前端整流濾波電路和變壓器T的原邊之間的觸發電路，以及與變壓器T的副邊相連接的輸出電路組成;所述電源處理電路的輸入端與電源相連接，其輸出端則與保護電路的輸入端相連接。
[0025]其中，所述前端整流濾波電路由二極管整流器U，三極管VTl，電阻Rl，電容Cl，電容C2，二極管Dl以及二極管D2組成。
[0026]連接時，電容Cl的正極與二極管整流器U的正極輸出端相連接、其負極則經電阻Rl后與三極管VTl的發射極相連接。二極管Dl的N極與電容Cl的負極相連接、其P極則與三極管VTl的發射極相連接。二極管02的_及與電容Cl的正極相連接、P極則與電容C2的正極相連接。所述電容C2的負極則與三極管VTI的發射極相連接。所述三極管VTI的發射極與二極管整流器U的負極輸出端相連接，其集電極和基極則均與觸發電路相連接。所述二極管D2的N極還與觸發電路相連接。所述二極管整流器U的輸入端接電源。該前端整流濾波電路把220V市電轉換為平順的直流電輸出給觸發電路。
[0027]所述觸發電路由三極管VT2，三極管VT3，觸發芯片U1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電容C3，電容C4，電容C5，二極管D3以及二極管D4組成。
[0028]其中，二極管D3的N極與變壓器T的原邊電感線圈LI的非名端相連接、其P極則經電阻R2后與二極管02的_及相連接。電容C5的正極與二極管02的_及相連接、其負極則與三極管VT2的集電極相連接。電容C4的負極與三極管VTl的集電極相連接、其正極則經電阻R3后與三極管VT2的集電極相連接。電容C3的正極與三極管VTl的基極相連接、其負極則與觸發芯片Ul的VDD管腳相連接。二極管D4的N極與三極管VT3的集電極相連接、其P極則經電阻R4后與三極管VTl的集電極相連接。
[0029]同時，所述觸發芯片Ul的BD管腳同時與二極管D3的P極和三極管VT2的基極相連接，其SW管腳則與三極管VT2的發射極相連接，其FB管腳則與三極管VT3的發射極相連接，其CS管腳與三極管VT3的基極相連接，其GND管腳則與二極管D4的P極相連接的同時接地。所述變壓器T的原邊電感線圈LI的同名端與二極管02的_及相連接。所述變壓器T的原邊電感線圈L2的同名端同時與三極管VT2的集電極和三極管VT3的發射極相連接，其非同名端接地。該直流電經觸發電路后由變壓器變壓為適合電機使的電壓大小，經變壓后的電壓大小由電機的額定電壓決定，通過改變變壓器的線圈乳數比即可改變變壓器的輸出電壓大小。為了更好實施本發明，所述觸發芯片Ul優選為ACT365集成芯片來實現。
[0030]所述輸出電路由P極與變壓器T的副邊電感線圈L3的非同名端相連接、N極則與變壓器T的副邊電感線圈L3的同名端共同形成該電源處理電路的輸出端的穩壓二極管D5，以及正極與穩壓二極管05的_及相連接、負極經電阻R5后與變壓器T的副邊電感線圈L3的同名端相連接的同時接地的電容C6組成。所述電源處理電路的輸出端與保護電路的入端相連接。經變壓后的直流電經輸出電路處理后輸送給逆變電路，經過輸出電路處理的直流電變得很穩定。
[0031]如圖3所示，所述保護電路由三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，單向晶閘管D6，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電阻Rl O，電容C7，電容C8，電容C9以及二極管D7組成。
[0032]其中，電阻R6串接在單向晶閘管D6的N極和三極管VT5的集電極之間。電阻R7串接在單向晶閘管D6的控制端和三極管VT6的集電極之間。二極管07的~極與三極管VT4的集電極相連接、其P極則經電阻R8后與三極管VT4的發射極相連接。電容C7的正極與三極管VT6的集電極相連接、其負極則與三極管VT5的集電極相連接。電容C8的正極與三極管VT4的發射極相連接、其負極則與三極管VT5的發射極相連接。電阻R9串接在三極管VT5的基極和三極管VT6的基極之間。電容C9的負極與三極管VT5的集電極相連接、其正極則經電位器RlO后與三極管VT6的發射極相連接。
[0033]同時，所述三極管VT4的集電極與單向晶閘管D6的P極相連接，其基極則與二極管D7的P極相連接，其發射極則與三極管VT6的發射極相連接。所述電位器RlO的控制端與三極管VT6的基極相連接。所述三極管VT4的集電極與穩壓二極管05的_及相連接。所述三極管VT5的集電極則與變壓器T的副邊電感線圈L3的同名端相連接。所述三極管VT6的發射極與電容C9的負極共同形成該保護電路的輸出端并與逆變電路的電源輸入端相連接。當出現過電流或過電壓時，二極管07的~極被施一個反向電壓而截止，電路不導通，從而保護電機不被過電壓或過電流損壞。
[0034]如圖4所示，所述信號處理電路由三極管VT7，三極管VT8，三極管VT9，電阻Rl I，電阻R12，電阻R13，電阻R14，電感L4，電容C10，電容C11，電容C12，電容C13以及電容C14組成。
[0035]連接時，電容Cl2的負極與三極管VT9的基極相連接、其正極則接地。電阻Rl I串接在電容C12的正極和三極管VT8的集電極之間。電容ClO的負極與三極管VT8的集電極相連接、其正極則形成該信號處理電路的輸入端并與信號采樣電路的輸出端相連接。電容Cll的正極與三極管VT8的集電極相連接、其負極則與三極管VT7的集電極相連接。電阻R12串接在三極管VT7的基極和三極管VT9的基極之間。電感L4串接在三極管VT8的發射極和三極管VT9的集電極之間。電阻Rl 3的一端與三極管VT9的發射極相連接、其另一端接地。電容C14的負極與三極管VT9的集電極相連接、其正極則順次經電容C13和電阻R14后與三極管VT8的發射極相連接。所述三極管VT7的發射極與三極管VT8的基極相連接。所述三極管VT9的集電極形成該信號處理電路的輸出端并與單片機相連接。該信號處理電路對摻雜在電機力矩輸出功率控制信號中的干擾信號進行過濾。
[0036]工作時，操作人員從電腦上輸入控制指令信號，該控制指令信號通過CAN總線傳輸給單片機，單處理機接收到控制指令信號后發出相應的信號給驅動電路，驅動電路把信號傳輸給逆變電路。同時電源由電源處理電路處理后經保護電路和逆變電路給電機提供工作電源，而逆變電路則根據操作員輸入的控制指令信號控制電機運轉。這時信號采樣電路采集電機力矩輸出功率控制信號，并傳輸給信號處理電路，該信號處理電路對摻雜在電機力矩輸出功率控制信號中的干擾信號進行過濾后把電機力矩輸出功率控制信號發送給單片機。單片機根據反饋的力矩輸出功率控制信號計算出電機的實時輸出功率，并比對實時輸出功率與設定的功率是否一致，如不一致則發送相應的信號給驅動電路，驅動電路再把信號傳輸給逆變電路，逆變電路則重新對電機進行控制，直到電機的實時輸出功率與設定的功率一致。
[0037]如上所述，便可很好的實施本發明。
【主權項】
1.一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于，主要由電源，與電源相連接的電源處理電路，與電源處理電路相連接的保護電路，與保護電路相連接的逆變電路，分別與逆變電路相連接的電機和驅動電路，與驅動電路相連接的單片機，通過CAN總線與單片機相連接的電腦，與電機相連接的信號采樣電路，以及串接在單片機與信號采樣電路之間的信號處理電路組成;所述信號處理電路由三極管VT7，三極管VT8，三極管VT9，負極與三極管VT9的基極相連接、正極則接地的電容C12，串接在電容C12的正極和三極管VT8的集電極之間的電阻Rll，負極與三極管VT8的集電極相連接、正極則形成該信號處理電路的輸入端的電容C1，正極與三極管VT8的集電極相連接、負極則與三極管VT7的集電極相連接的電容Cll，串接在三極管VT7的基極和三極管VT9的基極之間的電阻R12，串接在三極管VT8的發射極和三極管VT9的集電極之間的電感L4，一端與三極管VT9的發射極相連接、另一端接地的電阻R13，以及負極與三極管VT9的集電極相連接、正極則順次經電容C13和電阻R14后與三極管VT8的發射極相連接的電容C14組成;所述三極管VT7的發射極與三極管VT8的基極相連接;所述三極管VT9的集電極形成該信號處理電路的輸出端并與單片機相連接；所述信號處理電路的輸入端與信號采樣電路的輸出端相連接。2.根據權利要求1所述的一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于:所述保護電路由三極管VT4，三極管VT5，三極管VT6，單向晶閘管D6，串接在單向晶閘管D6的N極和三極管VT5的集電極之間的電阻R6，串接在單向晶閘管D6的控制端和三極管VT6的集電極之間的電阻R7，N極與三極管VT4的集電極相連接、P極則經電阻R8后與三極管VT4的發射極相連接的二極管D7，正極與三極管VT6的集電極相連接、負極則與三極管VT5的集電極相連接的電容C7，正極與三極管VT4的發射極相連接、負極則與三極管VT5的發射極相連接的電容C8，串接在三極管VT5的基極和三極管VT6的基極之間的電阻R9，以及負極與三極管VT5的集電極相連接、正極則經電位器RlO后與三極管VT6的發射極相連接的電容C9組成;所述三極管VT4的集電極與單向晶閘管D6的P極相連接，其基極則與二極管D7的P極相連接，其發射極則與三極管VT6的發射極相連接;所述電位器Rl O的控制端與三極管VT6的基極相連接;所述三極管VT4的集電極與三極管VT5的集電極共同形成該保護電路的輸入端并與電源處理電路的輸出端相連接;所述三極管VT6的發射極與電容C9的負極共同形成該保護電路的輸出端并與逆變電路的電源輸入端相連接。3.根據權利要求2所述的一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于:所述電源處理電路由變壓器T，前端整流濾波電路，串接在前端整流濾波電路和變壓器T的原邊之間的觸發電路，以及與變壓器T的副邊相連接的輸出電路組成;所述電源處理電路的輸入端與電源相連接，其輸出端則與保護電路的輸入端相連接。4.根據權利要求3所述的一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于:所述前端整流濾波電路由二極管整流器U，三極管VTl，正極與二極管整流器U的正極輸出端相連接、負極則經電阻Rl后與三極管VTl的發射極相連接的電容Cl，N極與電容Cl的負極相連接、P極則與三極管VTl的發射極相連接的二極管Dl，以及N極與電容Cl的正極相連接、P極則經電容C2后與三極管VTl的發射極相連接的二極管D2組成;所述三極管VTl的發射極與二極管整流器U的負極輸出端相連接，其集電極和基極則均與觸發電路相連接;所述二極管02的~極還與觸發電路相連接;所述二極管整流器U的輸入端接電源。5.根據權利要求4所述的一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于:所述觸發電路由三極管VT2，三極管VT3，觸發芯片Ul，N極與變壓器T的原邊電感線圈LI的非名端相連接、P極則經電阻R2后與二極管D2的N極相連接的二極管D3，正極與二極管D2的N極相連接、負極則與三極管VT2的集電極相連接的電容C5，負極與三極管VTl的集電極相連接、正極則經電阻R3后與三極管VT2的集電極相連接的電容C4，正極與三極管VTl的基極相連接、負極則與觸發芯片Ul的VDD管腳相連接的電容C3，以及N極與三極管VT3的集電極相連接、P極則經電阻R4后與三極管VTl的集電極相連接的二極管D4組成;所述觸發芯片Ul的BD管腳同時與二極管D3的P極和三極管VT2的基極相連接，其SW管腳則與三極管VT2的發射極相連接，其FB管腳則與三極管VT3的發射極相連接，其CS管腳與三極管VT3的基極相連接，其GND管腳則與二極管D4的P極相連接的同時接地;所述變壓器T的原邊電感線圈LI的同名端與二極管02的~極相連接;所述變壓器T的原邊電感線圈L2的同名端同時與三極管VT2的集電極和三極管VT3的發射極相連接，其非同名端接地。6.根據權利要求5所述的一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于:所述輸出電路由P極與變壓器T的副邊電感線圈L3的非同名端相連接、N極則與三極管VT4的集電極相連接的穩壓二極管D5，以及正極與穩壓二極管05的_及相連接、負極經電阻R5后與變壓器T的副邊電感線圈L3的同名端相連接的同時接地的電容C6組成;所述變壓器T的副邊電感線圈L3的同名端與三極管VT5的集電極相連接。7.根據權利要求6所述的一種基于保護電路的功率反饋型電機自動控制系統，其特征在于:所述觸發芯片Ul為ACT365集成芯片。
【文檔編號】H02P29/024GK105871297SQ201610211680
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】湯福瓊
【申請人】成都卡諾源科技有限公司