基于霍尔传感器的永磁2号站注册1970直流电机测速及控制系统

【主管Q:2347660】2号站注册1970随着现代科技的发展,各种智能化的产品都在追求产品的便携性、低成本以及低电能损耗。近年来,随着稀土永磁材料的出现和发展,永磁电机也得到迅速发展。永磁直流电机具有调速性能好,起动转矩大,易于控制等优点,从而得到了越来越广泛的应用,如。

通过桥式整流获得12V直流电,由稳压集成块IM317输出1.25V ~9V可调直流电压,作为大功率三极管的基极电压,控制三极管的导通状况从而改变电机的转速,并具有一定的稳定作用。但是由于该电路采用的是串联型降压方式,而电机通常在中等偏下转速运行,只需很小的工作电压,三极管上的压降可以达到5V ~11V.因此整个系统能量利用率很低,并且需要较大功率的三极管和比电机输出功率大得多的变压器。三极管上由于要消耗较多的能量,而使控制箱有很高的温度,易造成功率管被烧坏。基于这方面考虑,本文对原控制系统进行了改进。采用小功率可控硅进行原边调压,并且通过霍尔传感器控制电路稳定电机的转速,因而克服了上述控制方式的缺点,同时也可测量搅拌速度。

2改进的搅拌器控制系统改进的搅拌器控制电路如所示,由信号检测电路、信号放大电路和主控制回路三部分组成。

改进的搅拌器控制系统框图霍尔传感器具有价格低廉、体积小、可靠性高、响应速度快、磁特性灵敏等特点。本系统速度检测采用廉价的霍尔传感器,在电机旋转轴末端安装小磁铁片,当电机转动时,小磁铁片每经过一次霍尔传感器便产生一次脉冲,信号检测电路便得到包含有电机转速的脉冲信号F将F通过FV转换电路转换,得到一个与电机转速成正比的输出电压‘用数字毫伏电压表测定K而得到电机的转速;再经放大电路放大可作为控制回路的输入信号,从而对电机转速进行控制和调节。

根据采样脉冲数和经过的时间,可以计算出电机的转速。若每转一周传感器发出的脉冲数为mT时间内脉冲数为N电机转速为n则传感器脉冲的频率为:=6,转速为:这种方法虽然T能够测出电机转速,但不直观,本文通过FV转换电路,使其能直观的读出电机的转速。2号站代理

2.1信号检测及FV转换霍尔传感器得到的电压脉冲信号脉冲宽度是随转速的变化而变化的,必须对脉冲信号进行整形。脉冲整形电路如所示。

利用廉价的555定时器和外部电路构成F/V转换电路。首先R2、R4使得A点电压平衡在VV的值略大于,此时555定时器输出端3脚为低电平,当有输入信号时,霍尔传感器2、3脚接通,A点通过电容C,接地,同时对C,充电,使得输入端2脚电压降低,此时555定时器输出为高电平,当G充电到一定值后,555定时器输出为低电平。R,R3使得A、B点电压迅速恢复到平衡,等待下一个脉冲信号的到来。

由于C,的充电时间是一定的,所以输出端便可以得到幅值、脉宽都相同的脉冲序列。同时如果C,值过大,充电时间长,会影响测速的范围,因此C,不宜过大。

连续的脉冲信号经过二极管D和RF对C2充电,得到与电机转速成正比的电压6.二极管D的作用是防止K产生的反向电流。调节Rf和Rl的阻值可以改变V,的大小,使得电压的毫伏值正好等于电机的转速值(ipn)这样便可以直观的检测电机转速的变化。

2.2信号放大电路本文采用运算放大器OP07构成的放大电路,OP07具有高增益低失调、低电压漂移、高输入阻抗、高共模抑制比、低温度漂移等特点。传统的放大器电源接法需要15V和-15V两个电压,而单电源接法需要在放大器输入端提供一个偏压使得电路结构更为复杂,为了减少设计过程中避免使用负电源,减小控制装置的体积,因此采用放大电路如所示。

采用一个30V的直流电源,利用两只串联的稳压管获得两个15V的分压,此种接法避免了使用15V的负压,提高了控制电路中晶体管的门极电压,有利于对晶体管的控制。反并联二极管起到限幅的作用,通过调节电位器阻值的大小对输出电压V,进行控制。

2.3转速控制系统电机转速控制电路如所示。电路通过一个差动电路调节单结晶体管T4发射极e的电压,控制变压器原边电压大小,变压器副边电压随之变化,从而控制单相可控硅的导通角,改变电机两端电压,控制电机的转速,通过调节电位器R能够实现电机转速的平稳变化。当电机在工作过程中转速变快时,输入电压信号Vin升高,使得Vhl升高,Vc,降低,Vc3降低,单结晶体管发射极电压Ve降低,变压器原边电压随之降低,从而电机两端电压降低,电机转速降低,电机恢复稳定运行。

电机调速电路不仅可以实现永磁直流电机的无级变速,让电机工作在指定的工作范围,而且由于采用差动电路,所以系统耐热性好,对电压变化灵敏度高,当电源电压波动或是由于负载变化引起电机转速变化时能够自动调节系统稳定使电机保持恒速运行。

由得知,此F/V转换电路在电机转速=2000ipm范围内,输出电压V与电机转速n的线性度好,直接由数字毫伏电压表显示转速,直观,对电机转速的实时跟踪性强,动态响应好,测量精度高,可以准确的反应电机转速的变化;并能为电机转速控制电路提供很好的控制输入信号,当电源电压变化和负载变化时,转速可以得到有效控制。

  4结论本文给出了一种基于霍尔转速传感器和NE555测量永磁直流电动机转速并实现对电机转速控制的方式,测量和控制回路结构简单、易于实现,具有对外部干扰和负载变动的完全自适应性,适用于中小功率的永磁直流电机的转速控制。2号站平台注册

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