CN204316393U - 一种基于双闭环控制的直流调速系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于双闭环控制的直流调速系统,其特征在于:由变压器T,整流滤波电路,与整流滤波电路输出端相连接的双闭环控制电路,与双闭环控制电路相连的微调电路,与变压器T副边相连的稳压电路,与稳压电路输出端相连的运算放大电路,以及与运算放大电路输出端相连的输出电路组成;所述的双闭环控制电路和微调电路均与变压器T的原边相连;本实用新型可以抑制电网干扰对电动机转速的影响,使电动机启动、制动、反转更顺畅,提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子领域,具体是指一种基于双闭环控制的直流调速系统。
背景技术
目前,在许多生产活动中都已经使用机械化,由于机械加工和运行的要求,使电动机经常处于启动、制动、反转的过渡过程中,因此启动和制动过程中的时间在很大程度上决定了机械的生产效率。为了缩短这一部分的时间,目前均使用比例积分调节器的转速负反馈单闭环调速系统来实现。但是现有的调速系统其动、静态性能不是很好,稳定性不高,容易受到电网的干扰,从而对机械的转速产生影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服目前生产机械用的调速系统稳定性不高,对机械的转速产生影响的缺陷,提供一种动、静态性能良好,稳定性高的基于双闭环控制的直流调速系统。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现:一种基于双闭环控制的直流调速系统,由变压器T,整流滤波电路,与整流滤波电路输出端相连接的双闭环控制电路,与双闭环控制电路相连的微调电路,与变压器T副边相连的稳压电路,与稳压电路输出端相连的运算放大电路,以及与运算放大电路输出端相连的输出电路组成;所述的双闭环控制电路和微调电路均与变压器T的原边相连。
所述的双闭环控制电路由控制芯片U1,场效应管MOS,一端与整流滤波电路相连、另一端经电位器R5后与控制芯片U1的VCC管脚相连的电阻R4,N极与电阻R4和电位器R5的连接点相连、P极与变压器T原边电感线圈L2的同名端相连的二极管D1,一端与二极管D1的N极相连、另一端接地的电容C1,一端与二极管D1的N极相连、另一端经电阻R2后接地的电阻R1,一端与控制芯片U1的COMP管脚相连、另一端与电阻R1和电阻R2的连接点相连接的电容C2,一端与控制芯片U1的VREF管脚相连、另一端接地的电容C3,一端与控制芯片U1的VREF管脚相连接、另一端经电容C4后接地的电阻R3,一端与控制芯片U1的GD管脚相连、另一端与场效应管MOS的栅极相连的电阻R7,一端与场效应管MOS的栅极相连、另一端接地的电阻R8,一端与控制芯片U1的IS管脚相连、另一端经电阻R10后接地的电阻R9,以及一端与控制芯片U1的IS管脚相连、另一端接地的电容C5组成;所述场效应管MOS的漏极分别与变压器T原边电感线圈L1的非同名端和电感线圈L2的同名端相连,其源极则与电阻R9和电阻R10的连接点相连接;控制芯片U1的VFB管脚与电阻R1和电阻R2的连接点相连,其RC管脚与电阻R3和电容C4的连接点相连,其GND管脚接地;所述变压器T原边电感线圈L2的非同名端接地。
所述的整流滤波电路包括熔断器FU1,熔断器FU2,二极管桥式整流器U,电容C0;熔断器FU1和熔断器FU2分别与二极管桥式整流器U的两个输入端相连,电容C0的一端与电阻R4相连、另一端接地;所述的二极管桥式整流器U的一输出端接地、其另一输出端同时与电阻R4和电容C0的连接点和微调电路相连。
所述的微调电路由二极管D2,电容C6,电阻R6组成;二极管D2的N极经电容C6和电阻R6后回到其P极;所述二极管D2的P极同时与电容C0和电阻R4的连接点以及变压器T原边电感线圈L1的同名端相连,其N极则与变压器T原边电感线圈L1的同名端相连;电阻R6和电容C6的连接点与变压器T原边电感线圈L1的非同名端相连。
所述的稳压电路由稳压二极管D4,电阻R11,电容C7,二极管D3组成;稳压二极管D4的N极经电阻R11和电容C7后回到其P极;二极管D3的N极与电阻R11和电容C7的连接点相连,其P极则与变压器T副边电感线圈L3的非同名端相连;所述变压器T副边电感线圈L3的同名端与电容C7和稳压二极管D4的连接点相连接;稳压二极管D4的N极还与输出电路相连,其P极则同时与输出电路和运算放大电路相连。
所述的运算放大电路包括运算放大器P1,运算放大器P2,电阻R13,电阻R12,二极管D5,电容C8,电容C9;运算放大器P1的负极顺次经电阻R13和二极管D5以及电容C8后接地,其正极与稳压二极管D4的P极相连,输出极则与运算放大器P2的正极相连;所述运算放大器P2的负极与其输出极相连;电阻R12串接在运算放大器P1的正极和输出极之间;电容C9的一端与运算放大器P2的输出端相连,其另一端则同时与稳压二极管D4的P极和输出电路相连。
所述的输出电路由三极管VT1,三极管VT2,以及一端与三极管VT2的集电极相连、另一端则经电阻R14后与稳压二极管D4的N极相连的电阻R15组成;所述三极管VT2的基极与稳压二极管D4的N极相连,发射极接地;三极管VT1的基极与稳压二极管D4的P极相连,其集电极与三极管VT2的基极相连,其发射极则与三极管VT2的发射极相连。
本实用新型较现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
(1)本实用新型采用双闭环控制电路,通过其作用使系统更稳定,可以抑制电网干扰对电动机转速的影响,使电动机启动、制动、反转更顺畅,提高生产效率。
(2)本实用新型的双闭环控制电路还可以作为开关电源电路使用,对系统有保护作用,防止因电压过高对系统及电动机造成损害。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示,本实用新型的基于双闭环控制的直流调速系统,由变压器T,整流滤波电路,与整流滤波电路输出端相连接的双闭环控制电路,与双闭环控制电路相连的微调电路,与变压器T副边相连的稳压电路,与稳压电路输出端相连的运算放大电路,以及与运算放大电路输出端相连的输出电路组成;所述的双闭环控制电路和微调电路均与变压器T的原边相连。
所述的双闭环控制电路为本实用新型的重点,其由控制芯片U1,场效应管MOS,一端与整流滤波电路相连、另一端经电位器R5后与控制芯片U1的VCC管脚相连的电阻R4,N极与电阻R4和电位器R5的连接点相连、P极与变压器T原边电感线圈L2的同明端相连的二极管D1,一端与二极管D1的N极相连、另一端接地的电容C1,一端与二极管D1的N极相连、另一端经电阻R2后接地的电阻R1,一端与控制芯片U1的COMP管脚相连、另一端与电阻R1和电阻R2的连接点相连接的电容C2,一端与控制芯片U1的VREF管脚相连、另一端接地的电容C3,与电容C4串联后再与电容C3相并联的电阻R3,一端与控制芯片U1的GD管脚相连、另一端与场效应管MOS的栅极相连的电阻R7,一端与场效应管MOS的栅极相连、另一端接地的电阻R8,一端与控制芯片U1的IS管脚相连、另一端经电阻R10后接地的电阻R9,以及一端与控制芯片U1的IS管脚相连、另一端接地的电容C5组成。
所述场效应管MOS的漏极分别与变压器T原边电感线圈L1的非同名端和电感线圈L2的同名端相连,其源极则与电阻R9和电阻R10的连接点相连接;控制芯片U1的VFB管脚与电阻R1和电阻R2的连接点相连,其RC管脚与电阻R3和电容C4的连接点相连,其GND管脚接地;所述变压器T原边电感线圈L2的非同名端接地。双闭环控制电路的电压稳定度非常高,可以有效的保护系统使其不受电网电压波动干扰。当控制芯片U1的IS管脚的电压过高时,由电容C3,电容C4,电阻R3以及控制芯片U1的VREF管脚和RC管脚组成的振荡器停振,从而避免场效应管MOS和后续电路不至于过流而损坏。
所述的整流滤波电路包括熔断器FU1,熔断器FU2,二极管桥式整流器U,电容C0。熔断器FU1和熔断器FU2分别与二极管桥式整流器U的两个输入端相连,电容C0的一端与电阻R4相连、另一端接地;所述的二极管桥式整流器U的一输出端接地、其另一输出端同时与电阻R4和电容C0的连接点和微调电路相连。通过整流滤波电路把220V市电变为平顺的直流电压,为双闭环控制电路提供启动电压。
所述的微调电路由P极与变压器T原边电感线圈L1的同名端相连、N极经电容C6后与电感线圈L1的非同名端相连的二极管D2,以及一端同时与二极管D2的N极和电感线圈L1的同名端相连、另一端与电感线圈L1的非同名端相连的电阻R6组成。所述变压器T原边电感线圈L1的同名端还与电阻R4和电容C0的连接点相连。由微调电路和双闭环控制电路输出的电压经变压器T变压后输出给稳压电路。
所述的稳压电路可以对系统内部的电压做进一步的控制,使从变压器T输出的电压更加稳定。其由稳压二极管D4,电阻R11,电容C7,二极管D3组成。稳压二极管D4的N极经电阻R11和电容C7后回到其P极;二极管D3的N极与电阻R11的电容C7的连接点相连,其P极则与变压器T副边电感线圈L3的非同名端相连;所述变压器T副边电感线圈L3的同名端与电容C7和稳压二极管D4的连接点相连接;稳压二极管D4的N极还与输出电路相连,其P极则同时与输出电路和运算放大电路相连。
所述的运算放大电路包括运算放大器P1,运算放大器P2,N极经电容C8后接地、P极经电阻R13后与运算放大器P1的负极相连的二极管D5,串接在运算放大器P1的正极和输出极之间的电阻R12,以及一端同时与稳压二极管D4的P极和输出电路相连接、另一端与运算放大器P2的输出极相连的电容C9组成。所述运算放大器P1的正极与稳压二极管D4的P极相连接,其输出极与运算放大器P2的正极相连接,运算放大器P2的负极与其输出极相连接。为了保证实施效果,运算放大器P1和运算放大器P2优选为LM324。
所述的输出电路由三极管VT1,三极管VT2,以及一端与三极管VT2的集电极相连、另一端则经电阻R14后与稳压二极管D4的N极相连的电阻R15组成;所述三极管VT2的基极与稳压二极管D4的N极相连,发射极接地;三极管VT1的基极与稳压二极管D4的P极相连,其集电极与三极管VT2的基极相连,其发射极则与三极管VT2的发射极相连。
如上所述,便可以很好的实现本实用新型。
Claims (6)
1.一种基于双闭环控制的直流调速系统,其特征在于:由变压器T,整流滤波电路,与整流滤波电路输出端相连接的双闭环控制电路,与双闭环控制电路相连的微调电路,与变压器T副边相连的稳压电路,与稳压电路输出端相连的运算放大电路,以及与运算放大电路输出端相连的输出电路组成;所述的双闭环控制电路和微调电路均与变压器T的原边相连;
所述的双闭环控制电路由控制芯片U1,场效应管MOS,一端与整流滤波电路相连、另一端经电位器R5后与控制芯片U1的VCC管脚相连的电阻R4,N极与电阻R4和电位器R5的连接点相连、P极与变压器T原边电感线圈L2的同名端相连的二极管D1,一端与二极管D1的N极相连、另一端接地的电容C1,一端与二极管D1的N极相连、另一端经电阻R2后接地的电阻R1,一端与控制芯片U1的COMP管脚相连、另一端与电阻R1和电阻R2的连接点相连接的电容C2,一端与控制芯片U1的VREF管脚相连、另一端接地的电容C3,一端与控制芯片U1的VREF管脚相连接、另一端经电容C4后接地的电阻R3,一端与控制芯片U1的GD管脚相连、另一端与场效应管MOS的栅极相连的电阻R7,一端与场效应管MOS的栅极相连、另一端接地的电阻R8,一端与控制芯片U1的IS管脚相连、另一端经电阻R10后接地的电阻R9,以及一端与控制芯片U1的IS管脚相连、另一端接地的电容C5组成;所述场效应管MOS的漏极分别与变压器T原边电感线圈L1的非同名端和电感线圈L2的同名端相连,其源极则与电阻R9和电阻R10的连接点相连接;控制芯片U1的VFB管脚与电阻R1和电阻R2的连接点相连,其RC管脚与电阻R3和电容C4的连接点相连,其GND管脚接地;所述变压器T原边电感线圈L2的非同名端接地。
2.根据权利要求1所述的一种基于双闭环控制的直流调速系统,其特征在于:所述的整流滤波电路包括熔断器FU1,熔断器FU2,二极管桥式整流器U,电容C0;熔断器FU1和熔断器FU2分别与二极管桥式整流器U的两个输入端相连,电容C0的一端与电阻R4相连、另一端接地;所述的二极管桥式整流器U的一输出端接地、其另一输出端同时与电阻R4和电容C0的连接点和微调电路相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于双闭环控制的直流调速系统,其特征在于:所述的微调电路由二极管D2,电容C6,电阻R6组成;二极管D2的N极经电容C6和电阻R6后回到其P极;所述二极管D2的P极同时与电容C0和电阻R4的连接点以及变压器T原边电感线圈L1的同名端相连,其N极则与变压器T原边电感线圈L1的同名端相连;电阻R6和电容C6的连接点与变压器T原边电感线圈L1的非同名端相连。
4.根据权利要求3所述的一种基于双闭环控制的直流调速系统,其特征在于:所述的稳压电路由稳压二极管D4,电阻R11,电容C7,二极管D3组成;稳压二极管D4的N极经电阻R11和电容C7后回到其P极;二极管D3的N极与电阻R11和电容C7的连接点相连,其P极则与变压器T副边电感线圈L3的非同名端相连;所述变压器T副边电感线圈L3的同名端与电容C7和稳压二极管D4的连接点相连接;稳压二极管D4的N极还与输出电路相连,其P极则同时与输出电路和运算放大电路相连。
5.根据权利要求4所述的一种基于双闭环控制的直流调速系统,其特征在于:所述的运算放大电路包括运算放大器P1,运算放大器P2,电阻R13,电阻R12,二极管D5,电容C8,电容C9;运算放大器P1的负极顺次经电阻R13和二极管D5以及电容C8后接地,其正极与稳压二极管D4的P极相连,输出极则与运算放大器P2的正极相连;所述运算放大器P2的负极与其输出极相连;电阻R12串接在运算放大器P1的正极和输出极之间;电容C9的一端与运算放大器P2的输出端相连,其另一端则同时与稳压二极管D4的P极和输出电路相连。
6.根据权利要求5所述的一种基于双闭环控制的直流调速系统,其特征在于:所述的输出电路由三极管VT1,三极管VT2,以及一端与三极管VT2的集电极相连、另一端则经电阻R14后与稳压二极管D4的N极相连的电阻R15组成;所述三极管VT2的基极与稳压二极管D4的N极相连,发射极接地;三极管VT1的基极与稳压二极管D4的P极相连,其集电极与三极管VT2的基极相连,其发射极则与三极管VT2的发射极相连。
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CN105634350A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-01 | 上海富士施乐有限公司 | 直流无刷电机的控制电路 |
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