一种直流编码电机双路闭环控制模块及其定速控制系统的制作方法

文档序号:15556810发布日期:2018-09-29 01:18阅读:247来源:国知局

本发明属于技术数字量定速控制领域,尤其涉及一种直流编码电机双路闭环控制模块及其定速控制系统。



背景技术:

直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机,由定子和转子组成,定子包括:基座,主磁极,换向极,电刷装置等;转子包括:电枢铁心,电枢绕组,换向器,转轴和风扇等,因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用,按励磁方式分为:永磁、他励和自励三类。

当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时,电枢表面的n极下导体可以流过相同方向的电流,根据左手定则导体将受到逆时针方向的力矩作用;电枢表面s极下部分导体也流过相同方向的电流,同样根据左手定则导体也将受到逆时针方向的力矩作用,这样,整个电枢绕组即转子将按逆时针旋转,输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。

当直流电机在工作的同时,大多是之间通过直流电机内部传动轴的转动进行使用,当在某些精细的设备时,需要对直流电的定速进行准确的控制,致使大多直流电机并不能满足该进行的定速要求,进而造成直流电机的适用范围变小。



技术实现要素:

本发明提供一种直流编码电机双路闭环控制模块,旨在解决直流电机在工作的同时,大多是之间通过直流电机内部传动轴的转动进行使用,当在某些精细的设备时,需要对直流电的定速进行准确的控制,致使大多直流电机并不能满足该进行的定速要求,进而造成直流电机的适用范围变小问题。

本发明是这样实现的,一种直流编码电机双路闭环控制模块,包括上位机、cpu、控制单元、调试接口和两个直流电机,其中:

所述上位机与所述cpu连接,用于对所述cpu进行信号的输出,并通过所述cpu对信号进行处理;

所述cpu与所述控制单元连接,用于所述控制单元对所述cpu所发出的命令进行接收,并进行处理和执行;

所述控制单元分别与两个所述直流电机和cpu连接,通过对命令的接收、处理以及发送,进而对直流电机的定速进行控制;

所述调试接口连接于cpu,用于对数据的下载。

其中,还包括电源模块,所述电源模块分别与所述cpu和所述控制单元连接,用于对所述cpu和所述控制单元的供电。

其中,所述上位机开设有插口,所述上位机可以该插口有线连接于所述cpu。

其中,所述cpu上搭载数据接收模块,所述上位机可以用过wifi、以太网等多种无线方式与接收模块相连接,用于数据的无线传输。

本发明还提供一种定速控制系统,包括上述的模块特征,还包括数字量单元、数据单元、时钟单元和变压器,其中:

所述数字量单元用于对所述直流电机的转速以及所对应的需求电压数据进行存储,所述数据单元与所述数字量单元相连接,用于对数据的调取和比对以及命令的后续发送;

所述时钟单元用于对上位机所限定的规定时间进行计算,所述变压器与两个所述直流电机连接,用于控制直流电机的电压输出大小和时间;

所述电源模块与所述变压器连接,用于对变压器的正常供电。

其中,还包括执行单元,所述执行单元与所述控制单元相连接,用于对命令数据的执行,并且所述执行单元与所述变压器连接,用于对所述变压器的正常电压输出进行控制。。

其中,所述cpu、控制单元和执行单元上均搭载有时钟单元、且三个时钟单元均与互联网连接,用于三个时钟单元时间的同步。

其中,所述cpu可以对三个所述时钟单元的时间段进行截取,用于对两个直流电机的规定时间的转速控制。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的一种直流编码电机双路闭环控制模块及定速控制系统,通过设置cpu、控制单元、数字量单元、数据单元和时钟单元,通过cpu可以通过数据单元调取数字量单元内部的直流电机转速和对应需求电压数据,当需要对直流电机进行定速要求时,cpu获取带转速所对应电压数据,并且,通过cpu通过时钟单元对定速所需的时间段进行控制,并通过控制单元对其指令进行执行,随后通过变压器对直流电机进行规定电压输出便可,并且控制单元对变压器的电压输出的规定时间段进行控制,进而达到直流电机在规定时间内部的转速要求,同时,变压器与两个直流电机连接,使控制单元可以同时对两个直流电机进行控制,进而加大了直流电机的使用范围。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图;

图2为发明的直流电机转速及需求电压的采集流程图;

图3为本发明的cpu系统电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种数字量控制直流电机400定速控制系统,包括上位机100、cpu200、控制单元300和两个直流电机400,其中:

上位机100与cpu200连接,用于对cpu200进行信号的输出,并通过cpu200对信号进行处理;

cpu200与控制单元300连接,用于控制单元300对cpu200所发出的命令进行接收,并进行处理和执行;

控制单元300分别与两个直流电机400和cpu连接,通过对命令的接收、处理以及发送,进而对直流电机400的定速进行控制;

所述调试接口160连接于cpu200,用于对数据的下载。

在本实施方式中,通过上位机100可远程的对两个直流电机400的转速的进行控制,当上位机100对cpu200进行定速指令数据的发送时,cpu200将其数据定速数据进行处理转化,进而通过定速数据中得出对直流电机400的转速指令和对应的时间指令,使定速数据能够得到顺利的处理;控制单元300对cpu200所处理后的数据进行接收和后续指令的发送,控制单元300分别接收cpu200所发送的直流电机400转速数据和规定时间数据;该调试接口160可以方便管理人员对cpu200内部数据的下载,从而进行观察和审阅。

进一步的,包括电源模块150,电源模块150分别与cpu200和控制单元300连接,用于对cpu200和控制单元300的供电。

在本实施方式中,电源模块150起到供电的作用,使cpu200和控制单元300进行供电,对cpu200的的持续供电,使cpu200能够持续的数据进行处理,从而使cpu200能够不间断的与上位机100相连接,用以保证数据的正常传输和接收,带能源模块与控制单元300的连接,使控制单元300下的数字量单元110、时钟单元140和数据单元120进行持续供电,从而使控制单元300能够随时的通过数据单元120对数字量单元110内部的数据单元120进行提取,并且使时钟单元140能够实时的进行时间计算,便于对规定时间数据的实施处理,电源模块150与变压器130的连接,使直流电机400能够成功的转动,并进行工作,并且通过变压器130控制对直流电机400的电压输入,进而达到对电机的转速控制。

进一步的,cpu200上搭载数据接收模块,上位机100可以用过wifi、以太网等多种无线方式与接收模块相连接,用于数据的无线传输;上位机100开设有插口,上位机100可以该插口有线连接于cpu200。

在本实施方式中,通过cpu200与上位机100之间的无线信号传输和有限信号传输,加大了上位机100与cpu200之间的传输数据的方式,通过该无线的方式,便可使上位机100在远程便可进行定速数据的发送,并且使cpu200能够顺利的进行接收和处理,该有限的方式,使数据的传输更加稳定,当在无线网络出现故障时,便可通过该有线的方式进行定速数据的传输,使cpu200能够实施对该数据进行接收,避免了数据接收失败的问题,使直流电机400能够成功的完成上位机100所需的定速要求。

本发明还提供一种定速控制系统,包括上述的模块特征,还包括数字量单元110、数据单元120、时钟单元140和变压器130,其中:

数字量单元110用于对直流电机400的转速以及所对应的需求电压数据进行存储,数据单元120与数字量单元110相连接,用于对数据的调取和比对以及命令的后续发送;

时钟单元140用于对上位机100所限定的规定时间进行计算,变压器130与两个直流电机400连接,用于控制直流电机400的的电压输出大小和时间;

电源模块150与变压器130连接,用于对变压器的正常供电。

在本实施方式在,控制单元300通过数据单元120对数字量单元110内部的数据进行调取,由于数字量单元110内部具有直流电机400转速所对应的需求电压数据,进而,通过已知的直流电机400转速便可得其所需的电压数据,随后在将电压数据发送给变压器130中,通过变压器130对该电压数据进行处理,进而对直流电机400进行该电压的输出,并且,该电压始终低于直流电机400的额定电压;当对规定时间进行处理时,例如规定时间为十分钟时,通过时间单元的对比,用以计算十分钟之后时钟单元140上的时间信息,并且,当变压器130进行电压输送的同时便可对改时间进行计算,从而使直流电机400能够顺利的规定时间内进行转速的调整;电源模块150与变压器130的连接,使直流电机400能够成功的转动,并进行工作,并且通过变压器130控制对直流电机400的电压输入,进而达到对直流电机400的转速控制。

进一步的,还包括执行单元500,执行单元500与控制单元300相连接,用于对命令数据的执行,并且执行单元500与变压器130连接,用于对变压器130的正常电压输出进行控制。

在本实施方式中,执行单元500为控制单元300和变压器130之连接的中转单元,通过执行单元500可以对控制单元300二次处理后的数据进行命令的执行,通过控制单元300的处理过后,可知实现该转速所需的电压为多少,进而通过执行单元500与变压器130的连接,对变压器130发送需求电压指数数据,使变压器130能够成功的对电压数据进行处理,并对直流电机400进行电压输送,从而达到所需的直流电机400所需的转速,并且在变压器130对该电压数据进行输送的同时,时钟单元140便可以进行计时,使直流电机400成功的完成规定时间的转速要求。

进一步的,cpu200、控制单元300和执行单元500上均搭载有时钟单元140、且三个时钟单元140均与互联网连接,用于三个时钟单元140时间的同步。

在本实施方式中,三个时钟单元300的互联网同步,可以更加方便的对规定时间的计算,当变压器130对直流电机400进行所需电压的输出时,时钟单元140便可开始计数,同时三个时钟单元140同步进行技术,随后,便可通过cpu200进行该时件停止的计算,当达到该时间时,三个时钟单元140同步停止,执行单元500便可对变压器130发送指令,停止所需求电压的输入,进而使直流电机400成功的完成在规定时间内部的转速要求。

进一步的,cpu200可以对三个时钟单元140的时间段进行截取,用于对两个直流电机400的规定时间的转速控制。

在本实施方式中,通过cpu200对三个时钟单元140控制,可以使时间端的截取更加准确,由于三个时钟单元140均是通过无线传输的方式与互联网上的时间所同步,并且,三个时钟单元140之间的指令输出与输入也是同步的处理,当cpu200对其中一个时钟单元140进行指令的发送时,另外两个时钟单元140通过执行单元500进行同步处理,从而便于对规定时间段的截取。

参阅图2,为直流电机400转速和该需求电压的的数据采集方法,包括如下步骤:

s100:首先,使用者选择一固定电压的数字,并将电机转速测量安装在直流电机400上;

s200:随后通过变压器130进行电压输入,随后通过变压器130对直流电机400进行固定电压的输出,使直流电机400开始转动;

s300:选择一固定时间,假设为1分钟,在1分钟对直流电进行更不断的固定电压的输出,并且,随时观察电机转速测量仪的所检测的转速变化;

s400:当1分钟结束后,观察电机转速测量仪对直流电机400在1分钟内所达到的转速,从而得到在固定电压,直流电机400在1分钟的转速为多少;

s500:选取不同时间和固定电压进行不同直流电机400的转速。

综上所述,便可得知在电机转速达到多少时,变压器130需要对直流电机400输送多大的电压,并且,其输送的电压始终在直流电机400的额定电压之下,避免直流电机400在运行的过程中出现荷载和超载的情况,减少直流电机400的的损坏率,间接提高了直流电机400的使用寿命。

参阅图3,为本发明的cpu系统电路图,cpu起到对上位机的信号接受处理,进而对三个时钟单元的控制,实现三个时钟单元的同步处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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