CN104467576A - 一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置属于自动控制应用技术领域，目的在于解决现有技术存在的操作复杂、稳定性差、转速范围窄、承载负载小和实用性不强的问题。本发明的供电电源提供3.3V电源电压给手旋式分压电阻器，手旋式分压电阻器变换出的控制速度和方向电压信号通过ADC-In口接入数字信号处理器，同时编码器-直流电机机组的编码器反馈信号通过SCIs-In口接入数字信号处理器，两信号经处理发出调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2，数字化驱动功率级将调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2驱动放大为调宽波信号PWM3和调宽波信号PWM4，调宽波信号PWM3和调宽波信号PWM4分别接于电机的两端。

Description

一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置

技术领域

本发明属于自动控制应用技术领域，具体涉及一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置。

背景技术

近年来，直流电机驱动负载转动已经广泛地应用于各种工业控制领域，尤其是PWM伺服控制技术的应用，越来越受到人们的普遍重视。同时，与之配套的各种外围专用集成芯片也不断地推动着直流电机的应用。

目前，现有的驱动直流电机转动的驱动装置，速度反馈元件大多采用测速机，反馈信号波动大、操作复杂、稳定性差；数据处理元件采用模拟芯片或者单片机，处理频率慢、精度低；速度给定单一，转速范围窄，承载负载小，不能实现速度的无级变速功能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置，解决现有技术存在的操作复杂、稳定性差、转速范围窄、承载负载小和实用性不强的问题。

为实现上述目的，本发明的一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置包括供电电源、手旋式分压电阻器、数字信号处理器、数字化驱动功率级和编码器-直流电机机组；

供电电源提供3.3V电源电压给手旋式分压电阻器，手旋式分压电阻器变换出的控制速度和方向电压信号通过ADC-In口接入数字信号处理器，作为控制电机无级转速和方向的输入信号，同时编码器-直流电机机组的编码器反馈信号通过SCIs-In口接入数字信号处理器作为控制电机无级转速和方向的反馈信号，输入信号和反馈信号经过数字信号处理器处理发出调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2，供电电源同时将3.3V电压接入至数字化驱动功率级Enable信号，数字化驱动功率级通过接收供电电源的48V电压，将调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2驱动放大为调宽波信号PWM3和调宽波信号PWM4，调宽波信号PWM3和调宽波信号PWM4分别接于电机的两端来驱动电机高精度、无级变速、稳速、双向转动。

本发明的有益效果为：本发明的一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置通过旋动手旋式分压电阻器，变换出控制速度和方向电压信号，将此信号接入数字信号处理器作为控制电机无级转速和方向的输入信号，同时将电机-编码器机组的编码器反馈信号接入数字信号处理器作为控制电机无级转速和方向的反馈信号，经过数字信号处理器的一系列数字化计算处理，数字信号处理器发出调宽波信号PWM1、调宽波信号PWM2，经过数字化驱动功率级的驱动后，将调宽波控制信号放大为调宽波信号PWM3、调宽波信号PWM4，最后分别将该二信号接于电机的两端来驱动电机高精度、无级变速、稳速、双向转动。

针对采用编码器-直流电机机组驱动负载高精度、无级变速、稳速、双向转动，本发明的一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置它能够通过简单的接口连接操作，对编码器-直流电机机组实现高精度、无级变速、稳速、双向控制转动。本发明具有操作简单方便、无级变速、双向控制、高精度和实用性强的特点，在提高驱动装置集成度的同时，大大提高了系统的数字化和工作稳定性，并且具有修改设计方便、适应性强的特点。它是目前最先进的数字脉宽调制技术的应用，广泛适用于直流脉宽调速系统，特别适用于对系统集成度要求较高的应用场合，例如高精度转台伺服控制、宽调速稳定性平台等领域。

附图说明

图1为本发明的一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置工作原理图；

其中：1、供电电源、2、手旋式分压电阻器，3、数字信号处理器，4、数字化驱动功率级，5、编码器-直流电机机组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1，本发明的一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置包括供电电源1、手旋式分压电阻器2、数字信号处理器3、数字化驱动功率级4、编码器-直流电机机组5；

所述供电电源1选用鸿海科技开发有限公司生产的电源，提供3.3V电源电压给手旋式分压电阻器2，通过手动旋转手旋式分压电阻器2给出控制速度和方向电压信号来控制编码器-直流电机机组5的无级转速和方向，手旋式分压电阻器2选用VISHAY公司生产的P16NP470K电阻器，编码器-直流电机机组5选用长春光学精密机械与物理研究所生产的高精度24位编码器和成都精密电机厂生产的永磁直流力矩J115LYX02C；数字信号处理器3选用TI公司生产的TMS320C2812，它通过ADC-In口接收手旋式分压电阻器2发出的控制速度和方向电压信号作为控制电机无级转速和方向的输入信号，以及通过SCIs-In口接收编码器-直流电机机组5输出的编码器反馈信号，通过一系列的数字化运算，计算出调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2；供电电源1同时将3.3V电压接入至数字化驱动功率级4Enable信号，使能数字化驱动功率级4Enable信号，数字化驱动功率级4选用采用ST公司的L6201PS，数字化驱动功率级4还通过接收供电电源1提供的48V电压供电，驱动调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2至Out1、Out2口，输出信号放大的调宽波信号PWM3和调宽波信号PWM4至编码器-直流电机机组5的电机两端来驱动电机高精度、无级变速、双向转动，在转动过程中编码器-直流电机机组5将编码器输出的编码器反馈信号接入至数字信号处理器3，形成闭环。

Claims (1)

1.一种新型高精度双向无级变速数字化驱动装置，其特征在于，包括供电电源(1)、手旋式分压电阻器(2)、数字信号处理器(3)、数字化驱动功率级(4)和编码器-直流电机机组(5)；

供电电源(1)提供3.3V电源电压给手旋式分压电阻器(2)，手旋式分压电阻器(2)变换出的控制速度和方向电压信号通过ADC-In口接入数字信号处理器(3)，作为控制电机无级转速和方向的输入信号，同时编码器-直流电机机组(5)的编码器反馈信号通过SCIs-In口接入数字信号处理器(3)作为控制电机无级转速和方向的反馈信号，输入信号和反馈信号经过数字信号处理器(3)处理发出调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2，供电电源(1)同时将3.3V电压接入至数字化驱动功率级(4)Enable信号，数字化驱动功率级(4)通过接收供电电源(1)的48V电压，将调宽波信号PWM1和调宽波信号PWM2驱动放大为调宽波信号PWM3和调宽波信号PWM4，调宽波信号PWM3和调宽波信号PWM4分别接于电机的两端来驱动电机高精度、无级变速、稳速、双向转动。