一种小功率直流力矩电机调速控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及 一种小功率直流力矩电机调速控制装置，包括 微控制器电路、电机驱动电路、功率放大电路和电源电路 ； 所述的 微控制器由单片机 MCS-8051 单片机 构成， 通过单片机产生 PWM 波，然后再通过放大电路、驱动电路，以控制电机两端电压的平均值，达到控制电机转速的目的；考虑到电机的起动电流和制动时比较大，会造成电源电压不稳定容易对单片机的工作产生干扰，所以，电机驱动电路和单片机用光电隔离，单片机的电源直接使用稳压直流电源。
【专利说明】
一种小功率直流力矩电机调速控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种力矩电机调速控制装置，尤其是基于单片机的小功率直流力矩电机调速控制装置。
【背景技术】
[0002]脉冲宽度调制产生于70年代中期。最早用于不可逆，小功率驱动，例如自动跟踪天文望远镜、自动记录仪表等。在国外，？丽最早是在军事工业以及空间技术中应用。它有优越的性能，可以满足那些高速度、高精度随动跟踪系统的需求。近八、九年来，进一步扩散到民用工业，特别是在机床行业、自动生产线及机器人等领域中广泛应用。近十多年来，由于晶体管器件水平的提高及电路技术的发展，同时又因出现了宽调速永磁直流电机，它们之间的结合促使技术的高速发展，并使电气驱动技术推进到一个新的高度。
[0003]单片微型计算机简称为单片机，它的产生是计算机发展的一个新的里程碑。近年来，随着单片机技术的快速发展，功能不断完善，使其广泛应用智能仪器仪表，机电设备，过程控制，数据处理，自动检测和家用电器等应用领域。
[0004]直流电机由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，较高的效率，优异的动态性能，所以长期以来，它一直占据着调速控制的统治地位。尽管近年来不断受到其它电机(如交流变频电动机，步进电机)的挑战，但到目前为止，它仍然是大多数调速控制电动机的最优先选择。近年来，直流电机的结构和控制方法都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域，以及新兴的电力电子功率元器件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制控制方式已经成为绝对主流。这种控制方式很容易在单片机控制中实现，从而为直流电机控制的数字化提供了契机。
[0005]本设计采用最新、最简、最优的直流电机控制方法——利用单片机和脉宽调制控制技术实现对直流电机的调速控制。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于设计一种基于单片机控制的小功率直流力矩电机控制器。本设计通过1(:3-8051单片机产生？丽波，经!I桥驱动电路或电机控制芯片0018200后对直流电动机进行的调速控制。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
一种小功率直流力矩电机调速控制装置，由微控制器电路、电机驱动电路、功率放大电路和电源电路组成；
所述的微控制器由单片机1(:3-8051单片机构成；通过软件编程实现单片机的？丽信号输出；驱动电路采用II桥电路，控制芯片是0018200，采用11？122的驱动电机电路，？1.0为“0”，？1丨1 口输入？丽波时，电机正转，通过改变？丽的占空比可以调节电机的速度；当1 口为“0”，？1』口输入？丽波时，电机反转，同样通过改变？丽的占空比来调节电机的速度；光电隔离器件为111^113。
[0008]本发明的结构特点及有益效果:
1、该发明针对小功率直流力矩电机的调速装置，结构简单、功能完善，节约了成本；
2、该发明所采用的控制方法结合了传统的直流电机的调速方法的优点于，具有良好的稳定性、较快的响应速度、较高的控制精度的特点；
3、采用单片机控制电动机的转速，在计算机上就可以直接实现对电机的控制，易实现远程控制，能够快速提高劳动生产率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的系统原理结构图。
[0010]图2为本发明的驱动电路原理图。
[0011]图3为LMD18200组成的电机驱动电路原理图。
[0012]图4为光电隔离电路原理图。
[0013]图5为本发明PWM脉冲信号生成流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的原理和具体连接关系做更详细地描述:
实施例1
结合图1，图1是本发明的系统原理结构图；
一种小功率直流力矩电机调速控制装置，由微控制器电路、电机驱动电路、功率放大电路和电源电路组成；
所述的微控制器由单片机MCS-8051单片机构成；通过软件编程实现单片机的PWM信号输出；驱动电路采用H桥电路，控制芯片是LMD18200，采用TIP122的驱动电机电路，Pl.0为“0”，P1.1 口输入PWM波时，电机正转，通过改变PWM的占空比可以调节电机的速度；当Pl.1 口为“0”，P1.0 口输入PWM波时，电机反转，同样通过改变PWM的占空比来调节电机的速度；光电隔离器件为TIL113。
[0015]实施例2
图2为本发明的驱动电路原理图；
驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动；全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态，S1、S2为一组，S3、S4为另一组，两组的状态互补。一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时，S3、S4关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当S3、S4导通时，S1、S2关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。在电机运作过程中，我们经常会要求电机在四个象限之间切换，即在正转和反转之间切换，也就是在S1、S2导通且S3、S4关断，到S1、S2关断且S3、S4导通，这两种状态之间转换。
[0016]实施例3
图3为LMD18200组成的电机驱动电路原理图；
LMD18200的5脚为PWM波输入端，通过改变PWM的占空比就可调节电机的速度，改变3脚的高低电平即可控制电机的正反转。
[0017]实施例4 图4为光电隔离电路原理图；
当脉冲加到111113的输入端时，发光二极管因导通而发光，光敏三极管因为光耦合而导通，故可以在输出端输出高电平，否则光敏三极管截止，输出端输出低电平。
[0018] 实施例5
图5为本发明？丽脉冲信号生成流程图；
采用计数法来实现单片机的？丽脉冲信号输出。91.2、3、91.4为开关量输入口，？1?0 (^1.1)为输出控制口，输出？丽脉冲信号，通过!I桥驱动电路来控制直流电机的电枢电压；直流电机的转速由巧.0、1输出的？丽脉冲信号的占空比来决定，用91.001.1)的输入情况来确定占空比，通过与2等口为之对应的4个开关1(广1(4来控制。
【权利要求】
1.一种小功率直流力矩电机调速控制装置，其特征在于:它是由微控制器电路、电机驱动电路、功率放大电路和电源电路组成。
2.根据权利要求1所述的一种小功率直流力矩电机调速控制装置，其特征在于:所述的微控制器由单片机MCS-8051单片机构成；通过软件编程实现单片机的PWM信号输出；驱动电路采用H桥电路，控制芯片是LMD18200，采用TIP122的驱动电机电路，P1.0为“O”，Pl.1 口输入PWM波时，电机正转，通过改变PWM的占空比可以调节电机的速度；当Pl.1 口为“0”，P1.0 口输入PWM波时，电机反转，同样通过改变PWM的占空比来调节电机的速度；光电隔离器件为TIL113。
【文档编号】H02P7/29GK104362913SQ201410694288
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】王永刚, 胡晶 申请人:哈尔滨金都太阳能科技有限公司