直流发电机转矩控制用信号采集电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于直流发电机转矩控制技术领域，具体涉及一种直流发电机转矩控 制用信号采集电路。
【背景技术】
[0002] 各种矿用供电新设备在投入使用前必须进行试验，而在进行试验时，需要考虑负 载变化对矿用供电新设备的动态影响，才能够最大限度地真实再现矿用供电新设备实际的 使用状况。在进行电力拖动和电机调速实验过程中，也需要精确提供大小可连续变化的负 载，来更加准确、方便地测试和验证电机的机械特性和调速性能。目前，进行矿用供电新设 备试验以及电力拖动和电机调速实验时，较为常用的电机负载有磁粉制动器、直流发电机 等，磁粉制动器以磁粉为工作介质，以激磁电流为控制手段，能够达到控制制动转矩或传递 转矩的目的；直流发电机作为负载则是以电动机作为原动机，被拖动的电机工作在发电状 态，同时也作为负载来产生负载转矩，而现有技术中对直流发电机的转矩进行控制时，还不 能够很好地对直流发电机的转矩进行精确控制，因此也就不能精确地提供试验所需要的负 载大小，无法精确地获知负载的变化对矿用供电新设备的动态影响，不能够最大限度地真 实再现矿用供电新设备实际的使用状况。
[0003] 为了解决以上问题，有人提出了根据实时检测直流发电机的输出电流13和直流发
【主权项】
1. 一种直流发电机转矩控制用信号采集电路，其特征在于：包括数据收发器（1)和与 数据收发器（1)相接且用于将数据收发器（1)接收到的信号传输给计算机的USB通信电路 (2)，W及用于对直流发电机（6)的输出电流进行实时检测的霍尔电流传感器（3)和用于对 直流发电机（6)的转速进行实时检测的编码器（4)，所述直流发电机（6)的负极输出端接有 负载电阻巧），所述数据收发器（1)的输入端接有A/D转换电路（7)和信号隔离电路巧）， 所述A/D转换电路（7)的输入端接有用于对信号进行放大和滤波调理的信号调理电路巧）， 所述霍尔电流传感器（3)的原边电流输入端与直流发电机化）的正极输出端相接，所述霍 尔电流传感器（3)的原边电流输出端与负载电阻（5)相接，所述霍尔电流传感器（3)的测 量输出端与信号调理电路（9)的输入端相接，所述编码器（4)的输出端与信号隔离电路巧） 的输入端相接；所述信号隔离电路（8)包括光禪隔离巧片TLP521-1、开关二极管D1、稳压二 极管DZ1、稳压二极管DZ2、电阻R11和电阻R12,所述开关二极管D1的阳极为信号隔离电路 (8)的输入端，所述开关二极管D1的阴极与电阻R11的一端相接，所述电阻R11的另一端与 电阻R12的一端、稳压二极管DZ1的阴极和稳压二极管DZ2的阴极相接，所述电阻R12的另 一端与光禪隔离巧片TLP521-1的第1引脚相接，所述光禪隔离巧片TLP521-1的第2引脚 和第3引脚，W及稳压二极管DZ1的阳极和稳压二极管DZ2的阳极均接地，所述光禪隔离巧 片TLP521-1的第4引脚为信号隔离电路巧）的输出端且与数据收发器（1)的输入端相接。
2. 按照权利要求1所述的直流发电机转矩控制用信号采集电路，其特征在于；所述数 据收发器（1)为单片机STC89C52。
3. 按照权利要求2所述的直流发电机转矩控制用信号采集电路，其特征在于；所述信 号隔离电路巧）的输出端与单片机STC89C52的P1. 0引脚相接。
4. 按照权利要求2所述的直流发电机转矩控制用信号采集电路，其特征在于：所述A/ D转换电路（7)包括A/D转换巧片ADC0804、电阻R4和电容C1，所述A/D转换巧片ADC0804 的巧引脚、云5引脚和尿费引脚依次对应与单片机STC89C52的而两引脚、而5引脚和床及 引脚相接，所述A/D转换巧片ADC0804的DBO~DB7引脚依次对应于单片机STC89C52的P0. 0~P0. 7引脚相接，所述A/D转换巧片ADC0804的CLKR引脚通过串联的电阻R4和电 容C1接地，所述A/D转换巧片ADC0804的CLKIN引脚与电阻R4和电容C1的连接端相接， 所述A/D转换巧片ADC0804的VIN(-)引脚和Vcep/2引脚均接地。
5. 按照权利要求4所述的直流发电机转矩控制用信号采集电路，其特征在于；所述信 号调理电路（9)包括运算放大器A1、运算放大器A2、集成S端稳压巧片化431和电阻R2， 所述运算放大器A1的同相输入端通过电阻R3接地，所述运算放大器A1的反相输入端与电 阻R2的一端相接，且通过电阻R9与运算放大器A1的输出端相接，所述电阻R2的另一端为 信号调理电路（9)的输入端，所述运算放大器A1的输出端与所述A/D转换巧片ADC0804的 VIN(+)引脚相接；所述运算放大器A2的同相输入端通过电阻R10接地，所述运算放大器A2 的反相输入端通过电阻R6与集成S端稳压巧片化431的参考极相接，且通过电阻R7与运 算放大器A2的输出端相接，所述集成S端稳压巧片化431的阳极接地，所述集成S端稳压 巧片TL431的阴极通过电阻R5与+15V电源的输出端相接，所述运算放大器A2的输出端通 过电阻R8与运算放大器A1的反相输入端相接。
6. 按照权利要求4所述的直流发电机转矩控制用信号采集电路，其特征在于；所述霍 尔电流传感器（3)为霍尔电流传感器TBC05LX，所述负载电阻（5)为滑动变阻器Rl，所述霍 尔电流传感器TBC05LX的原边电流输入端引脚PRIMARYIN与直流发电机化）的正极输出 端相接，所述霍尔电流传感器TBC05LX的原边电流输出端引脚PRIMARYOUT与滑动变阻器 R1的一个固定端相接，所述滑动变阻器R1的滑动端和另一个固定端均与直流发电机（6)的 负极输出端相接，所述霍尔电流传感器TBC05LX的测量输出端引脚OUTPUT与信号调理电路 (9)的输入端相接。
7.按照权利要求2所述的直流发电机转矩控制用信号采集电路，其特征在于：所述USB通信电路（2)包括USB总线接口巧片C册75、晶振Y2和USB接口，所述USB总线接口巧片 C册75的VCC引脚与巧V电源的输出端相接，且通过电容巧接地，所述USB总线接口巧片 C册75的V3引脚通过电容C6接地，所述USB总线接口巧片C册75的INT#引脚、TXD引脚 和RXD引脚依次对应与单片机STC89C52的INT1引脚、TXD引脚和RXD引脚相接，所述USB 总线接口巧片C册75的UD+引脚和UD-引脚依次对应与USB接口的数据正引脚D+和数据 负引脚D-相接，所述USB总线接口巧片C册75的RST引脚通过电容C8与巧V电源的输出 端相接，所述USB总线接口巧片C册75的X0引脚与晶振Y2的一端相接，且通过电容CIO接 地，所述USB总线接口巧片C册75的XI引脚与晶振Y2的另一端相接，且通过电容C9接地， 所述USB接口的VCC引脚通过电阻R14与巧V电源的输出端相接，所述电阻R14和巧V电 源的输出端的连接端通过电容C7接地，所述USB接口的GND引脚接地。
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流发电机转矩控制用信号采集电路，包括数据收发器、USB通信电路、霍尔电流传感器和编码器，直流发电机的负极输出端接有负载电阻，数据收发器的输入端接有A/D转换电路和信号隔离电路，A/D转换电路的输入端接有信号调理电路，霍尔电流传感器的测量输出端与信号调理电路的输入端相接，编码器的输出端与信号隔离电路的输入端相接；信号隔离电路包括光耦隔离芯片TLP521-1、开关二极管D1、稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2、电阻R11和电阻R12。本实用新型电路结构简单，实现方便且成本低，能够对直流发电机的输出电流和转速进行精确采集，为获得直流发电机的转矩提供了数据源，实用性强。
【IPC分类】G01D21-02
【公开号】CN204495403
【申请号】CN201520220710
【发明人】高赟, 杨春, 贾永博, 杨敏
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月14日