CN204967682U - 一种带有速度反馈的直流电动机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种直流电动机系统。一种带有速度反馈的直流电动机系统，包括电机，还包括信号输入模块，信号输入模块连接信号处理模块，信号处理模块依次通过PWM变换器、H桥电路驱动模块连接电机的控制端。还包括与电机输出轴连接的旋转编码器，旋转编码器的信号输出端连接信号处理模块。由于采用上述技术方案，本实用新型实现了电机正常启动、停止、正转、反转、加速和减速，通过速度反馈调节以使电机能以平稳的速度运行。

Description

一种带有速度反馈的直流电动机系统

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种直流电动机系统。

背景技术

目前电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围十分广泛，已经遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活。不论是在工业农业生产，还是交通运输，国防，航空航天领域，医院，商业和现代的办公设备，以及我们日常生活中用到的电器，以及在科技发达的今天，围绕我们生活的电子设备等都使用着各种各样的电动机。电机和人们的生活息息相关，密不可分。电机又可分为直流电和交流电机。尽管交流电机有很多优点，例如交流电机结构简单、对环境要求低以及节能等特点。但是由于直流电机具有良好的启动、制动性能，适合用在比较宽的范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用，因此在许多方面仍然取代不了直流电机。对移动设备，例如移动机器人，要求其运行平稳。其运动系统普遍采用直流电源供电，由直流电动机带动设备运转。其次由于直流电动机具有极好的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。所以，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。在我国许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动的场合，仍然广泛采用直流调速系统。而且，直流调速系统在理论上和实践上都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础。

目前直流电机的调速方法比较多，例如调节电枢供电电压，减弱励磁磁通，改变电枢回路电阻等调速方式，但对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式最好。利用直流调速系统时，它们所表现出来的性能指标和人们的期望值总是存在差异，解决此问题的方法就是设计具有转速反馈控制的直流调速系统。因此研究一种带有速度反馈的直流电动机系统，使系统启动时平稳启动，具有一定的应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种带有速度反馈的直流电动机系统，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种带有速度反馈的直流电动机系统，包括电机，还包括信号输入模块，所述信号输入模块连接信号处理模块，所述信号处理模块依次通过PWM变换器、H桥电路驱动模块连接所述电机的控制端；

还包括与所述电机输出轴连接的旋转编码器，所述旋转编码器的信号输出端连接所述信号处理模块。

本实用新型的速度通过信号输入模块给定，通过H桥电路和PWM技术相结合，通过改变占空比进行调节电压，进而改变电机的转速，改变电机两端电压的方向实现电机的正反转。而旋转编码器的应用，信号处理模块通过测量旋转编码器输出脉冲频率，即可确定电机实际运转速度和方向。根据给定转速和实际转速差值，经运算后调节PWM变换器的占空比，以一定规律使电机加速或减速，最终使电机工作于给定转速。

所述旋转编码器优选采用增量式编码器，所述增量式编码器以齿轮啮合加装在所述电机的输出轴上。

所述信号输入模块优选包括按键组和显示器。通过按键组和显示器的结合输入给定转速。

所述信号处理模块采用基于单片机结构的信号处理模块，所述信号处理模块优选采用R5F100AA单片机。

所述信号处理模块内置有定时器。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型实现了电机正常启动、停止、正转、反转、加速和减速，通过速度反馈调节以使电机能以平稳的速度运行。

附图说明

图1为本实用新型的一种整体连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1，一种带有速度反馈的直流电动机系统，包括依次连接的信号输入模块1、信号处理模块2、PWM变换器3、H桥电路驱动模块4、电机5。还包括与电机5输出轴连接的旋转编码器6，旋转编码器6的信号输出端连接信号处理模块2。

信号输入模块1优选包括按键组和显示器。通过按键组和显示器的结合输入给定转速。

信号处理模块2采用基于单片机结构的信号处理模块2，信号处理模块2优选采用R5F100AA单片机。信号处理模块2内置有定时器。

旋转编码器6优选采用增量式编码器，增量式编码器以齿轮啮合加装在电机5的输出轴上。

本实用新型还包括电源模块7，电源模块7的电源输出端分别连接信号处理模块2的电源输入端、H桥电路驱动模块4的电源输入端、电机5的电源输入端。通过电源模块7给本系统供电。

本实用新型的速度通过信号输入模块1给定，通过H桥电路和PWM技术相结合，通过改变占空比进行调节电压，进而改变电机5的转速，改变电机5两端电压的方向实现电机5的正反转。而旋转编码器6的应用，信号处理模块2通过测量旋转编码器6输出脉冲频率，即可确定电机5实际运转速度和方向。根据给定转速和实际转速差值，经运算后调节PWM变换器3的占空比，以一定规律使电机5加速或减速，最终使电机5工作于给定转速。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种带有速度反馈的直流电动机系统，包括电机，其特征在于，还包括信号输入模块，所述信号输入模块连接信号处理模块，所述信号处理模块依次通过PWM变换器、H桥电路驱动模块连接所述电机的控制端；

还包括与所述电机输出轴连接的旋转编码器，所述旋转编码器的信号输出端连接所述信号处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种带有速度反馈的直流电动机系统，其特征在于，所述旋转编码器采用增量式编码器，所述增量式编码器以齿轮啮合加装在所述电机的输出轴上。

3.根据权利要求1所述的一种带有速度反馈的直流电动机系统，其特征在于，所述信号输入模块包括按键组和显示器，通过按键组和显示器的结合输入给定转速。

4.根据权利要求1所述的一种带有速度反馈的直流电动机系统，其特征在于，所述信号处理模块采用基于单片机结构的信号处理模块，所述信号处理模块采用R5F100AA单片机。

5.根据权利要求1或4所述的一种带有速度反馈的直流电动机系统，其特征在于，所述信号处理模块内置有定时器。