一种基于双闭环控制的直流调速系统的制作方法
【专利摘要】本发明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；本发明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。
【专利说明】一种基于双闭环控制的直流调速系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子领域，具体是指一种基于双闭环控制的直流调速系统。
【背景技术】
[0002]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。
【发明内容】
[0003]本发明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。
[0004]本发明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。
[0005]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Ul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Dl的N极相连、另一端接地的电容Cl，一端与二极管Dl的N极相连、另一端经电阻R2后接地的电阻Rl，一端与控制芯片Ul的COMP管脚相连、另一端与电阻Rl和电阻R2的连接点相连接的电容C2，一端与控制芯片Ul的VREF管脚相连、另一端接地的电容C3，一端与控制芯片Ul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Ul的⑶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Ul的IS管脚相连、另一端经电阻RlO后接地的电阻R9，以及一端与控制芯片Ul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LI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RlO的连接点相连接；控制芯片Ul的VFB管脚与电阻Rl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。
[0006]所述的整流滤波电路包括熔断器FUl，熔断器FU2，二极管桥式整流器U，电容CO ；熔断器FUl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CO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CO的连接点和微调电路相连。
[0007]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CO和电阻R4的连接点以及变压器T原边电感线圈LI的同名端相连，其N极则与变压器T原边电感线圈LI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LI的非同名端相连。
[0008]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Rl I和电容C7后回到其P极；二极管D3的N极与电阻Rl I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。
[0009]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Pl的负极顺次经电阻Rl3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Pl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。
[0010]所述的输出电路由三极管VTl，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VTl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。
[0011]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0012](I)本发明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。
[0013](2)本发明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。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0016]实施例
[0017]如图1所示，本发明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。
[0018]所述的双闭环控制电路为本发明的重点，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Ul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Dl的N极相连、另一端接地的电容Cl，一端与二极管Dl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Ul的COMP管脚相连、另一端与电阻Rl和电阻R2的连接点相连接的电容C2，一端与控制芯片Ul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Ul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Ul的IS管脚相连、另一端经电阻RlO后接地的电阻R9，以及一端与控制芯片Ul的IS管脚相连、另一端接地的电容C5组成。
[0019]所述场效应管MOS的漏极分别与变压器T原边电感线圈LI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RlO的连接点相连接；控制芯片Ul的VFB管脚与电阻Rl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Ul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Ul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。
[0020]所述的整流滤波电路包括熔断器FUl，熔断器FU2，二极管桥式整流器U，电容CO。熔断器FUl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CO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CO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。
[0021]所述的微调电路由P极与变压器T原边电感线圈LI的同名端相连、N极经电容C6后与电感线圈LI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LI的同名端相连、另一端与电感线圈LI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LI的同名端还与电阻R4和电容CO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。
[0022]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Rll和电容C7后回到其P极；二极管D3的N极与电阻Rll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。
[0023]所述的运算放大电路包括运算放大器Pl，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Pl的负极相连的二极管D5，串接在运算放大器Pl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Pl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Pl和运算放大器P2优选为LM324。
[0024]所述的输出电路由三极管VTl，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VTl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。
[0025]如上所述，便可以很好的实现本发明。
【权利要求】
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Ul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Dl的N极相连、另一端接地的电容Cl，一端与二极管Dl的N极相连、另一端经电阻R2后接地的电阻Rl，一端与控制芯片Ul的COMP管脚相连、另一端与电阻Rl和电阻R2的连接点相连接的电容C2，一端与控制芯片Ul的VREF管脚相连、另一端接地的电容C3，一端与控制芯片Ul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Ul的⑶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Ul的IS管脚相连、另一端经电阻RlO后接地的电阻R9，以及一端与控制芯片Ul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LI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RlO的连接点相连接；控制芯片Ul的VFB管脚与电阻Rl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FUl，熔断器FU2，二极管桥式整流器U,电容CO ;熔断器FUl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CO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CO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CO和电阻R4的连接点以及变压器T原边电感线圈LI的同名端相连，其N极则与变压器T原边电感线圈LI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LI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Rl I和电容C7后回到其P极；二极管D3的N极与电阻Rl I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Pl，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Pl的负极顺次经电阻R13和二极管D5以及电容CS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Pl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VTl，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VTl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。
【文档编号】H02P7/28GK104506096SQ201410676417
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月22日 优先权日:2014年11月22日
【发明者】杜琴 申请人:成都智利达科技有限公司