本發明專利技術涉及一種用于控制航空工業用直流電機的無級調速裝置，給定積分器、速度調節器、電流調節器、觸發脈沖發生器和可控硅裝置順序連接；電流正反饋電路的輸入端與可控硅裝置輸出端連接，輸出端與電流調節器的輸入端連接；用于測量電機轉速的測速反饋電路輸出端與速度調節器輸入端連接。本發明專利技術具有良好的起動、制動、正反轉及調速性能；可簡單地通過改變電機的輸入電壓或勵磁電流對電機進行大范圍的無級調速，從而使電機轉速平穩，不產生電弧和電火花；結構簡單，操作方便，本身消耗的功率小，運行成本低，可在多種復雜環境下使用。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種用于控制航空工業用直流電機的無級調速裝置，給定積分器、速度調節器、電流調節器、觸發脈沖發生器和可控硅裝置順序連接；電流正反饋電路的輸入端與可控硅裝置輸出端連接，輸出端與電流調節器的輸入端連接；用于測量電機轉速的測速反饋電路輸出端與速度調節器輸入端連接。本專利技術具有良好的起動、制動、正反轉及調速性能；可簡單地通過改變電機的輸入電壓或勵磁電流對電機進行大范圍的無級調速，從而使電機轉速平穩，不產生電弧和電火花；結構簡單，操作方便，本身消耗的功率小，運行成本低，可在多種復雜環境下使用。【專利說明】—種用于控制航空工業用直流電機的無級調速裝置
本專利技術屬于一種直流調速裝置，適合在數控機床領域使用，具體地說是一種對機床主軸等進行無級調速的裝置。
技術介紹
直流調速裝置是數控機床應用中較為典型的一種裝置。隨著交流變頻調速技術的快速發展，雖然直流調速一統天下的格局已被打破，但由于其具有良好的起動、制動、正反轉及調速性能，目前在航空工業用數控機床的調速領域中仍占有一定地位，特別是一些對精度、快速性要求較高的場合。現有的直流調速系統結構形式種類繁多，驅動電路復雜、驅動本身消耗的功率大，而可控硅直流調速裝置由于其具有良好的靜態特性，如阻斷電壓高，漏電流小，導通時壓降小，電流容量大，過載能力強等；同時具有良好的開關特性，因此在直流調速系統中備受:未睞。
技術實現思路
針對現有技術中直流伺服控制器的驅動電路復雜、驅動本身消耗的功率大等不足之處，本專利技術要解決的技術問題是提供一種結構簡單、小功率的直流伺服驅動裝置。本專利技術為實現上述目的所采用的技術方案是:一種用于控制航空工業用直流電機的無級調速裝置，其特征在于:給定積分器、速度調節器、電流調節器、觸發脈沖發生器和可控硅裝置順序連接；電流正反饋電路的輸入端與可控硅裝置輸出端連接，輸出端與電流調節器的輸入端連接；用于測量電機轉速的測速反饋電路輸出端與速度調節器輸入端連接；給定積分器:將上位機輸入的電壓或電流參考信號在預設的啟動時間后輸出；速度調節器:將來自給定積分器的參考信號與來自測速反饋電路的反饋信號進行比較，并將其差值進行放大后輸出至電流調節器；電流調節器:將電流進行放大處理后輸出至觸發脈沖發生器；觸發脈沖發生器:用于電流調節器輸出轉變為寬度可調的脈沖信號，從而控制可控硅裝置導通。電流正反饋電路:從主回路取樣的電流信號放大，輸出至電流調節器；所述速度調節器采用運算放大器INl ;運放INl的反相輸入端與給定積分器的輸出端、測速反饋電路輸出端連接，正相輸入端通過電阻接地，輸出端通過可調電阻RP6、電阻R21與電流調節器連接。所述電流調節器采用運算放大器2N3 ;運放2N3的反相輸入端與速度調節器連接，還通過電阻R20與電流正反饋電路的輸出端連接，正相輸入端通過電阻R23接地、還通過電容C9與負電源連接，輸出端通過電阻R24與觸發脈沖發生器連接。所述觸發脈沖發生器采用運算放大器和同步變壓器TCl ;運放2N4的正相輸入端與電流調節器輸出端連接，反相輸入端與運放1N3的輸出端連接，正/反相輸入端之間連有電容C10，輸出端通過電阻R33連接三極管V45的基極；三極管V45的發射極接地，集電極通過電阻R34與正電源連接、還通過順序連接的電容C12和R35與三極管V46的基極連接；三極管V46的發射極接地，集電極連接同步變壓器的一次輸入端，二次側的兩對輸出端與可控硅裝置的兩對輸入端連接；運放1N3的反相輸入端通過電阻R70與正電源連接，同相輸入端通過電阻R32、電阻R30與正電源連接，電阻R32、R30的連接點通過電阻R31接地；運放1N3的反相輸入端還與三極管V44的集電極連接，三極管V44的基極通過電阻R28與電阻R26、R27的兩條支路連接，兩條支路末端分別連接交流電源的正負端；每條支路上都還串聯二極管，兩條支路末端間連有電容。所述可控硅裝置采用可控硅和二極管；可控硅VK1、VK2串聯，VKl的門極和觸發門與同步變壓器二次側的一對輸出端連接，VK2的門極端和觸發門與同步變壓器二次側的另一對輸出端連接；串聯的VK1、VK2的兩端之間連有兩個二極管VD1、VD2，還連有串聯的電容C29、電阻R72，該兩端與電機兩端連接；VD1、VD2的連接點通過可調電阻RVl連接VKl的陽極，該連接點和VK2的陰極之間串聯電阻R76和電容C28。所述電流正反饋電路采用電流互感器；可控硅VK2的陽極與電機端之間連有電流互感器TA，TA 一端與交流電源相連接，另一端通過全橋整流電路與交流電源相連接，全橋整流電路的一個輸出端與電流調節器的輸入端連接，另一個輸出端接地，該兩個輸出端之間并聯多個開關。本專利技術具有以下有益效果及優點:1.具有良好的起動、制動、正反轉及調速性能。2.可簡單地通過改變電機的輸入電壓或勵磁電流對電機進行大范圍的無級調速，從而使電機轉速平穩，不產生電弧和電火花。3.結構簡單，操作方便，本身消耗的功率小，運行成本低，可在多種復雜環境下使用。4.本文使用了大量的PI調節器，乘法器，這些電路用模擬電路和只需幾個電子元件就可以實現。具有結構簡單，穩定性高、擴展性強，精度高等優點。但如果用數字電路來實現的話，將會非常復雜，而且面積很大。5.模擬信號可以有多種不同的狀態，數字信號只有兩種狀態“O”或“I”。由于本文采用了很多信號放大電路，因此更適于使用模擬電路。6.從頻域上來講，模擬信號頻帶范圍寬，而數字信號頻帶范圍很窄。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術電路結構框圖；圖2為觸發脈沖發生器電路圖；圖3為可控硅裝置和電流檢測電路圖；圖4為保護與報警電路圖。【具體實施方式】下面結合附圖及實施例對本專利技術做進一步的詳細說明。如圖1所示，本專利技術之結構設計是這樣實現的:該裝置是由電流小閉環和速度大閉環組成的雙閉環速度調節系統。本裝置電路由速度給定環節、給定積分器、速度調節器、電流調節器、觸發脈沖發生器、可控硅裝置和保護電路組成。其連接是電源單元為其他各功能模塊提供電源，速度調節器輸出至電流調節器，電流調節器的輸出去控制觸發脈沖發生器，經觸發脈沖發生器變換后送給可控硅裝置，從而實現對電機的控制。所述速度給定環節設有給定積分器，以滿足各種不同機械的啟動要求，啟動時間1-10S可調。信號給定有電壓給定和電流給定兩種，以滿足一般控制和便于計算機通訊需要。另外還設有給定啟動控制，當控制點閉合后給定開始積分輸出。所述調節器是由電流內環和速度外環組成的PI調節器。當輸出轉速受負載擾動和電網及其他因素擾動而升高或降低時，由于電流和和速度環的快速響應，迅速調整至原有的給定速度，由于速度環是PI調節器，實現了速度的無差控制。速度環輸出即是電流環的給定，由于電流環的調整時間短，所以調節電流給定值可限制電機堵轉電流和啟動沖擊電流的大小。所述觸發脈沖發生器采用鋸齒波同步，比單結晶體觸發器線性度號，觸發功率大和抗干擾強。所述可控硅主回路即可控硅裝置采用兩只二極管和兩只可控硅組成的單相半控電路。主回路采用阻容保護系統，有電機過載延時保護。當電機由于機械堵轉或超負載時有延時保護動作；有過流瞬時保護和失磁保護。保護系統動作后，一方面封鎖觸發脈沖，并有相對應的報警指示。另一方面由繼電器接點輸出，供外部接口需要本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于控制航空工業用直流電機的無級調速裝置，其特征在于：給定積分器、速度調節器、電流調節器、觸發脈沖發生器和可控硅裝置順序連接；電流正反饋電路的輸入端與可控硅裝置輸出端連接，輸出端與電流調節器的輸入端連接；用于測量電機轉速的測速反饋電路輸出端與速度調節器輸入端連接；給定積分器：將上位機輸入的電壓或電流參考信號在預設的啟動時間后輸出；速度調節器：將來自給定積分器的參考信號與來自測速反饋電路的反饋信號進行比較，并將其差值進行放大后輸出至電流調節器；電流調節器：將電流進行放大處理后輸出至觸發脈沖發生器；觸發脈沖發生器：用于電流調節器輸出轉變為寬度可調的脈沖信號，從而控制可控硅裝置導通；電流正反饋電路：從主回路取樣的電流信號放大，輸出至電流調節器。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：夏筱筠，劉飛，霍淑蘭，郭建，陸迺田，李南，
申請(專利權)人：中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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