CN201467046U - 一种主从结构的多直流电机同步控制器 - Google Patents

一种主从结构的多直流电机同步控制器 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于电机同步控制器技术领域。具体公开了一种主从结构的多直流电机同步控制器，包括主电机及若干从电机，所述主电机及各从电机上都同轴的安装有霍尔传感器，所述主电机与霍尔传感器组成的电源主回路上连接有主电子控制电路，所述各从电机及与其相连的霍尔传感器形成的电源支路上都连接有从电子控制电路，所述各霍尔传感器输出的脉冲信号输入到与之对应的电子控制电路，由电子控制电路按照主从结构控制该若干直流电机同步工作。该同步控制器能精确的控制各电机的运行速度，使各电机能同步工作，其同步性能好，此外，其结构简单，从电机数量增减方便，外形小型化，适用范围广，实用性强。

Description

一种主从结构的多直流电机同步控制器
技术领域
本实用新型属于多直流电机同步控制装置，特别涉及一种主从结构的多直流电机同步控制器。
背景技术
目前，在工业和其它应用领域，经常使用电动机产生动力来控制机械运动。直流电机是一种常用的把电能转换为机械能的电气设备，产生的机械能再驱动工件、刀具等机床设备部件以加工出合格产品；或驱动电动门、雨刷器、升降桌等生活设备，为人们的生活带来极大的便利。
随着生产和生活水平的不断提高和控制对象多元化、复杂化，在一些场合需要使用多台电机同步动作以产生较大的驱动力或驱动多个部件协同工作。现有技术中，通常是通过利用齿轮等机械传动的方法来达到多台直流电机同步工作的目的，但是，由于通过齿轮啮合等机械机构，很难对各电机的运行速度精确的控制，来达到同步的目的，各电机运行的同步性能差；此外，长时间使用后，机械传动机构磨损大，增加维修和维护成本，而且产品的结构复杂，外形较为笨重。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种由电力电子电路组成的主从结构多直流电机同步控制器，该控制器能精确的同步控制各电机的运行速度，使各电机能同步工作，其同步性能好，此外，其结构简单，电机数量增减方便，外形小型化。
为了实现上述技术目的，本实用新型按以下技术方案实现的：
本实用新型所述一种主从结构的多直流电机同步控制器，包括主电机及若干从电机，所述主电机及各从电机上都同轴的安装有霍尔传感器，所述主电机与霍尔传感器组成的电源主回路上连接有主电子控制电路，所述各从电机及与其相连的霍尔传感器形成的电源支路上都连接有从电子控制电路，所述各霍尔传感器输出的脉冲信号输入到与之对应的电子控制电路，由电子控制电路按照主从算法控制该若干直流电机同步工作。
作为上述技术的进一步改进，所述主电子控制电路包括原始占空比发生器、与原始占空比发生器连接的斩波器，所述斩波器驱动主电机工作。
作为上述技术的进一步改进，所述从电子控制电路包括算法器，与算法器连接的脉冲宽度调制器，与脉冲宽度调制器连接的斩波器，所述斩波器驱动从电机工作。
在本实用新型中，所述主电子控制电路与主电机及霍尔传感器组成的电源主回路上还连接有反馈比例器。
所述各从电机、霍尔传感器与从电子控制电路组成的电源支路上均设置有用于对霍尔传感器输出的编码脉冲反馈信号和与主电机相连的霍尔传感器输出的编码脉冲反馈信号进行比较的误差比较器。
具体来说，在本实用新型中，所述主电机为一台，即为主电机M0，所述与主电机相连的霍尔传感器为霍尔传感器MG0；所述从电机为两台，包括从电机M1和从电机M2，所述与从电机M1相连的霍尔传感器为霍尔传感器MG1，所述与从电机M2相连的霍尔传感器为霍尔传感器MG2。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型由于通过在每个电机上同轴的连接有霍尔传感器，直流电机旋转带动霍尔传感器转动部分同步旋转，从而产生编码脉冲，电机转动越快，产生的脉冲数目越多。脉冲数目与电机转速成线性关系，每个电机的霍尔传感器结构相同，霍尔传感器输出的脉冲输入到电子控制电路，由电子控制电路按照主从算法控制若干个电机同步工作，从而精确的控制各直流电机能同步工作，同步性能好；
(2)本实用新型采用主从结构控制逻辑组合而成，可同时控制的从电机的数量可以根据实际需要增加或减少，控制器可以较为方便的以积木方式组合增加或减少，其适用范围广，实用性强；
(3)本实用新型在各直流电机上都同轴的安装有霍尔传感器和对应的电子控制电路，实现各电机的同步工作性能，与现有的齿轮机械传动机构相比，其结构简单小型化，重量轻，同步控制效果更佳。
附图说明
图1是本实用新型所述的多直流电机同步控制器的工作原理框图。
具体实施方式
以下是以控制三台直流电机同步工作的同步控制器为例进行说明：
本实用新型所述的主从结构的多直流同步控制器，如图1所示，包括一台主电机M0及两台从电机M1和M2，主电机M0的尾部同轴安装有霍尔传感器MG0，在主电机M0与霍尔传感器MG0组成的电源主回路上还连接有主电子控制电路，该主电子控制电路包括原始占空比发生器D0、与总占空比D0发生器连接的斩波器，其中斩波器与主电机M0相连。
所述从电机M1和M2上都同轴且对应的安装有霍尔传感器MG1和MG2，所述从电机M1与霍尔传感器MG1，以及从电机M2与霍尔传感器MG2形成的电源支路上都连接有从电子控制电路，各从电子控制电路包括算法器，与算法器连接的脉冲宽度调制器，与脉冲宽度调制器连接的斩波器，各电源主回路或电源支路上霍尔传感器输出的脉冲信号输入到与之对应的电子控制电路，由电子控制电路按照主从算法来控制多个直流电机同步工作。
此外，如图1所示，从电机M1、霍尔传感器MG1，以及从电机M2与霍尔传感器MG2与各自的从电子控制电路的整个电源支路上均连接有误差比较器，由误差比较器对各电源支路上的霍尔传感器输出的编码脉冲反馈信号和与主电机相连的霍尔传感器输出的编码脉冲反馈信号进行比较的。
另外，为了更好的调节和控制，所述主电机M0和霍尔传感器MG0组成的电源主回路上还连接有反馈比例器，该反馈比例器的反馈比例因子一般情况下取为1，特殊情况也可以根据实际需要取0到1之间的数值。
本实用新型多直流电机同步控制器的工作原理是：
主电机M0自由旋转，不受控制器控制。
从电机M1的霍尔传感器MG1输出编码脉冲反馈信号F1与主电机M0霍尔传感器MG0输出的编码脉冲反馈信号F0相比较，由误差比较器产生误差信号。如果误差信号为零，说明M1和M0同步；如果误差信号为正，说明M1的转速比M0的转速快；如果误差信号为负，说明M1的转速比M0的转速慢，然后通过算法器的误差比例微分PD算法或误差比例微分积分PID算法来控制从电机M1与随主电机M0同步旋转。
然后，以同样的控制方法来控制从电机M2与主电机M0同步工作。这样就使得主电机M0及从电机M1和M2都同步工作，从而能准确的实现三台电机都同步工作。
如果需要改变运转速度，只需改变主电机的运转速度，几个从电机都可以自动跟随主电机而改变运转速度。
在本实用新型中，上述的电机同步控制方法也可以推广到四个或任意多个电机的同步控制。只需按实际需要将其他各从电机与从电机M1和M2以相同的连接方式即可，而且各从电机的尾部都同轴的安装有霍尔传感器和从电子控制电路，也即是以积木搭接的方式任意增减从电机数量，适用范围广，实用性强。
本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的原理和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型。

Claims (6)

1.一种主从结构的多直流电机同步控制器，包括主电机及若干从电机，其特征在于：所述主电机及各从电机上都同轴的安装有霍尔传感器，所述主电机与霍尔传感器组成的电源主回路上连接有主电子控制电路，所述各从电机及与其相连的霍尔传感器形成的电源支路上都连接有从电子控制电路，所述各霍尔传感器输出的脉冲信号输入到与之对应的电子控制电路，由电子控制电路按照主从结构控制各从电机跟随主电机同步工作。
2.根据权利要求1所述的主从结构的多直流电机同步控制器，其特征在于：所述主电子控制电路包括原始占空比发生器、与原始占空比发生器连接的斩波器，所述斩波器与主电机连接。
3.根据权利要求1所述的主从结构的多直流电机同步控制器，其特征在于：所述从电子控制电路包括算法器，与算法器连接的脉冲宽度调制器，与脉冲宽度调制器连接的斩波器，所述斩波器与从电机连接。
4.根据权利要求1所述的主从结构的多直流电机同步控制电路，其特征在于：所述主电子控制电路与主电机及霍尔传感器组成的电源主回路上还连接有反馈比例器。
5.根据权利要求1所述的主从结构的多直流电机同步控制电路，其特征在于：所述各从电机、霍尔传感器与从电子控制电路组成的电源支路上均设置有用于对霍尔传感器输出的编码脉冲反馈信号和与主电机相连的霍尔传感器输出的编码脉冲反馈信号进行比较的误差比较器。
6.根据权利要求1至5任一项所述的主从结构的多直流电机同步控制电路，其特征在于：所述主电机为一台，即为主电机M0，所述与主电机相连的霍尔传感器为霍尔传感器MG0；所述从电机为两台，包括从电机M1和从电机M2，所述与从电机M1相连的霍尔传感器为霍尔传感器MG1，所述与从电机M2相连的霍尔传感器为霍尔传感器MG2。
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