CN201608681U - 伺服电机或步进电机转速控制电路 - Google Patents

Abstract

一种伺服电机或步进电机转速控制电路，包括控制计算机，其特征在于：在所述的控制计算机的输出端口依次连接有数模转换单元、电流电压转换单元和电压频率转换单元。输出的频率型号控制伺服电机或步进电机，电机的转速与输入的信号的频率成正比，因此实现电机的线性加速、减速控制。本实用新型可以通过程序控制电机在加速、减速时的加速度，而不是仅仅控制电机的转速。

Description

伺服电机或步进电机转速控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种伺服电机或步进电机转速控制电路，尤其涉及一种需要控制电机加速、减速时的加速度的电路。

背景技术

目前常用的电机转速控制电路为直接用控制计算机的一个端口输出，通过改变端口的电平产生频率信号，控制电机转动。频率信号的频率f正比与1/Δt，Δt是端口的电平两次改变之间的时间间隔。计算机通过控制Δt的大小，控制输出信号的频率，从而控制电机的转速。但是无法控制电机在加速、减速过程中的加速度。

发明内容

本实用新型提供一种能够控制加速度的电机控制电路，旨在解决现有技术中存在的无法控制电机在加速、减速过程中的加速度的问题。

为达到上述目的，本实用新型采取以下技术方案：包括控制计算机，其特征在于：在所述的控制计算机的输出端口依次连接有数模转换单元、电流电压转换单元和电压频率转换单元。

所述的数模转换单元采用D/A芯片。

所述的电流电压转换单元包括第一运算放大器和第二运算放大器，该第一运算放大器的正、负输入端分别接地和与所述的数模转换单元的输出端连接，该第一运算放大器的输出端与该数模转换器的Rfb端连接，并通过输入电阻(R1)与第二运算放大器的负输入端连接；在该第二运算放大器的负输入端与输出端之间连接有负反馈电阻(R2)，该第二运算放大器的正输入端接。

所述的第二运算放大器的正输入端通过接地电阻(R3)与一电位器(VR1)的中间抽头连接，该电位器(VR1)两端分别连接到正、负电源。

所述的电压频率转换单元包括电压频率转换器(V/F)和常规连接的外围电阻和电容构成，所述的第二运算放大器的输出端通过RC积分电路连接到该电压频率转换器(V/F)的输入端。

本实用新型的优点是：控制计算机通过在固定时间间隔内改变输出到数模转换器的数值DATA，就可以改变伺服电机或步进电机的转速，由于伺服电机或步进电机的转速正比于输入信号的频率，因此电机转速S(t)∝DATA。加速度a∝ΔDATA/Δt，Δt是一固定值，改变ΔDATA就可以改变加速度，固定ΔDATA就可以实现控制电机加减速为匀加速度，而不是仅仅是控制电机的转速。

附图说明

图1为本实用新型的总体构成电路框图；

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型在控制计算机CPU的输出端口依次连接有数模转换单元1、电流电压转换单元2和电压频率转换单元3。

数模转换单元1采用D/A转换芯片IC1，其数字控制端与控制计算机CPU的端口连接。可以根据实际要求选择不同型号的D/A转换芯片IC1，并其参考电压可以根据实际需要直接接到电源供电端或专用稳压器件，因为不同D/A芯片有不同要求，使用时根据所选择的D/A芯片选择参考电压的接法。

所述的电流电压转换单元2由第一运算放大器IC2、第二运算放大器IC3和外围电路组成，运算放大器的型号可以根据实际需要选择。该第一运算放大器IC2的正、负输入端分别接地和与所述的D/A转换芯片IC1的输出端连接，该第一运算放大器IC2的输出端与该D/A转换芯片IC1的Rfb端连接，并通过输入电阻R1与第二运算放大器IC3的负输入端连接。在该第二运算放大器IC3的负输入端与输出端之间连接有负反馈电阻R2，该第二运算放大器IC3的正输入端接地。此连接方式用于对控制精度要求不严格的情况。

也可将第二运算放大器IC3的正输入端通过电阻R3接到电位器VR1的中间抽头，电位器VR1两端接到正、负电源供电端，调整电位器VR1可以调整第二运放的偏置输出，使用时应在计算机输入到数模转换器的数值为0时，调整VR1使第二运放的输出电压为0。

如果运放IC3选择为可以调整偏置输出的运放，则将第二运放IC3的正输入端直接接到地，通过运放的偏置电压调整端调节偏置输出为0。

所述的电压频率转换器3由V/F转换器及相应的电阻电容电位器组成。电阻R4、电容C1组成RC积分电路连接到V/F转换器的输入端，电阻Rt和电容Ct构成频率基准电路，其输出信号的频率正比于1/Ct*Rt。根据实际需要可以选择Rt和Ct的类型和数值。电阻R8和电位器VR3组成Rx，用来调整输出信号的频率。电阻R5和电容C2组成RC电路，用来调整输出频率信号的时间响应速度。电阻R6、电阻R7及电位器VR2用来调整偏置输出。调整电位器VR2，使得输出信号的频率在输入电压为0时输出频率为0。在要求不够严格时，此电路可以省略，直接将电阻R7连接电位器VR2中间抽头的一端接到地(电阻R6与电阻R7可合并为一个电阻)。

本实用新型在应用时，将电压频率转换单元3的输出端fout与伺服电机或步进电机的驱动器的频率信号输入端连接。伺服电机、步进电机的转速正比于电压频率转换单元3的输出信号的频率。电机转速正比与计算机输出的数值，因此可以实现计算机控制电机转速的功能，从而实现电机加速、减速时的加速度控制。

本实用新型本实用新型的工作原理是：

1、数模转换单元1将控制计算机输入的数值转换为电流信号输出，输出的模拟信号的电流值Iout正比于计算机输出信号的数值DATA：Iout∝DATA。

2、电流电压转换单元2将来自数模转换单元1输出端的电流Iout转换为电压信号Vout，Vout∝Iout∝DATA。

3、电压频率转换单元3将电流电压转换单元2输出的电压信号Vout转换为频率信号，信号的频率fout∝Vout，因此有fout∝DATA。

4、伺服电机或步进电机的转速正比与输入信号的频率，因此电机转速S(t)∝DATA。控制计算机CPU通过在固定时间间隔内改变输出到数模转换器的信号的数值DATA，就可以改变电机速度，加速度a∝ΔDATA/Δt，Δt是一固定值，改变ΔDATA就可以改变加速度，固定ΔDATA就可以实现控制电机加减速时为匀加速度。

Claims (5)

1.一种伺服电机或步进电机转速控制电路，其特征在于：包括依次连接的数模转换单元、电流电压转换单元和电压频率转换单元。

2.根据权利要求1所述的伺服电机或步进电机转速控制电路，其特征在于：所述的数模转换单元采用D/A芯片。

3.根据权利要求2所述的伺服电机或步进电机转速控制电路，其特征在于：所述的电流电压转换单元包括第一运算放大器和第二运算放大器，该第一运算放大器的正、负输入端分别接地和与所述的数模转换单元的输出端连接，该第一运算放大器的输出端与该数模转换器的Rfb端连接，并通过输入电阻(R1)与第二运算放大器的负输入端连接；在该第二运算放大器的负输入端与输出端之间连接有负反馈电阻(R2)，该第二运算放大器的正输入端接连。

4.根据权利要求3所述的伺服电机或步进电机转速控制电路，其特征在于：所述的第二运算放大器的正输入端通过接地电阻(R3)与一电位器(VR1)的中间抽头连接，该电位器(VR1)两端分别连接到正、负电源。

5.根据权利要求2所述的伺服电机或步进电机转速控制电路，其特征在于：所述的电压频率转换单元包括电压频率转换器(V/F)和常规连接的外围电阻和电容构成，所述的第二运算放大器的输出端通过RC积分电路连接到该电压频率转换器(V/F)的输入端。