专利名称：磁化曲线模拟器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁化曲线模拟器，属于直流电动机控制单元类，应用于可控硅直流控制系统中。
由于电动机铁心涡流的影响，特别是涡流较大时，使得产生磁场部分的励磁电流落后于励磁电流，并呈非线性关系，从而导致励磁回路成为非线性环节。因此，为使直流电动机在弱磁调速区能稳定地工作，必须进行非线性校正。
目前应用的磁化曲线模拟器有如下缺点1、用四段折线来模拟直流电动机的磁化曲线，其拐点固定不变、模拟精度低，不适合磁化曲线饱和点低、斜率变化大的直流电动机。
2、用计算机数字量来模拟磁化曲线，可获得较高精度，但价格贵、实时差，不能满足快速系统的要求。
本实用新型的目的是提供一种价格低廉、实时性好、精度高的磁化曲线模拟器，以准确校正直流电动机磁化曲线非线性和涡流滞后现象，从而使直流电动机在弱磁调速区能稳定可靠地工作，抑制振荡的产生。
本实用新型是这样实现的磁化曲线模拟器，包括滤波电路，反馈回路、磁场模拟回路、运算放大器等，其中反馈回路由八路电路连接形式相同的电阻、二极管所构成，其中的第一条电阻、二极管反馈回路由电阻42、49、50，电位器21、28、29和二极管8构成，电位器21的两个固定触点分别连接在地和二极管8的阳极之间，电阻42连接在放大器的反相输入端和电位器21的动触点之间，二极管8的阴极连接在电位器28的动触点上，电阻50一端连接在电源的正极，另一端连接在电位器29的动触点和一个固定触点上，电位器29的另一固定触点与电位器28的一个固定触点相连，电位器28的另一固定触点与电阻49的一端相连，电阻49的另一端连接运算放大器的输出端上，其余另外七条电阻、二极管反馈回路与第一条电阻、二极管反馈回路的电路连接方式完全相同，这里不再重复。
磁化曲线模拟器的滤波电路包括电阻11--13和电容9，电阻13一端连接在励磁电流反馈信号输出端上，另一端接地，电阻11和电阻12相串联，并连接在励磁电流反馈信号输出端和运算放大器的反相输人端之间，电容9的一端连接在电阻11、12的串联接点上，另一端接地。电阻57连接在运算放大器的同相输入端和地之间。
磁化曲线模拟器的磁场模拟回路由磁场模拟电容10和磁场模拟电位器14所组成，磁场模拟电容10的一端连接在运算放大器的反相输人端，其另一端连接在磁场模拟电位器14的动触点上，磁场模拟电位器14的两个固定触点分别连接在运算放大器的输出端和地之间。
电阻58的一端连接在运算放大器的反相输入端，其另一端连接在电位器59的动触点上，电位器的两个固定触点分别连接在运算放大器的输出端和地之间。
由上述方案构成的磁化曲线模拟器，由电阻、二极管构成的八条反馈回路，当高精度运算放大器输人电压按线性规律逐渐增加时，各反馈回路依次导通，反馈电阻减小，从而使高精度运算放大器的放大倍率数降低，模拟曲线的斜率变小，再加上二极管的非线性特性，结果在高精度运算放大器输出端可获得一条光滑的模拟曲线。
磁场模拟电容10和磁场模拟电位器14用来模拟电动机涡流滞后，从而可以对电动机的涡流滞后进行有效的调整。
滤波电路用于对励磁电流反馈信号进行滤波，增强抗干扰能力。
这种磁化曲线模拟器避免了用折线来模拟磁化曲线所产生的拐点固定不变、模拟精度低的弱点，同时价格便宜、精度高。弥补了用计算机控制所需的高投入和实时性差的不足。在励磁内环校正系统中，引入磁化曲线模拟器消除了磁化曲线非线性和涡流滞后的影响。能有效地拟制直流电路在弱磁场调速区产生的振荡现象。
下面结合实施例对本实用新型原理进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是本实用新型单元插件板元件布局图。
图中，1高精度运算放大器、2--8二极管、9滤波电容、10磁场模拟电容、11--12滤波电阻、13输入电阻、14磁场模拟电位器、15--21斜率电位器、22--35拐点电位器、36--56限流电阻、57平衡电阻、58、反馈电阻、59反馈电位器、60接插头、61印刷电路板、62塑料框架图1、图2所示的磁化曲线模拟器，包括滤波电路，反馈回路、磁场模拟回路、运算放大器等，其中反馈回路由八路电路连接形式相同的电阻、二极管所构成，其中的第一条电阻、二极管反馈回路由电阻42、49、50，电位器21、28、29和二极管8构成，电位器21的两个固定触点分别连接在地和二极管8的阳极之间，电阻42连接在放大器的反相输入端和电位器21的动触点之间，二极管8的阴极连接在电位器28的动触点上，电阻50一端连接在电源的正极，另一端连接在电位器29的动触点和一个固定触点上，电位器29的另一固定触点与电位器28的一个固定触点相连，电位器28的另一固定触点与电阻49的一端相连，电阻49的另一端连接运算放大器的输出端上。
第二条电阻、二极管反馈回路由电阻41、48、51，电位器20、27、30和二极管7构成，电位器20的两个固定触点分别连接在地和二极管7的阳极之间，电阻41连接在放大器的反相输入端和电位器20的动触点之间，二极管7的阴极连接在电位器27的动触点上，电阻51一端连接在电源的正极，另一端连接在电位器30的动触点和一个固定触点上，电位器30的另一固定触点与电位器27的一个固定触点相连，电位器27的另一固定触点与电阻48的一端相连，电阻48的另一端连接运算放大器的输出端上，其余另外六条电阻、二极管反馈回路与第一条、第二条电阻、二极管反馈回路的电路连接方式完全相同，这里不再重复。
磁化曲线模拟器的滤波电路包括电阻11--13和电容9，电阻13一端连接在励磁电流反馈信号输出端上，另一端接地，电阻11和电阻12相串联，并连接在励磁电流反馈信号输出端和运算放大器的反相输入端之间，电容9的一端连接在电阻11、12的串联接点上，另一端接地。电阻57连接在运算放大器的同相输入端和地之间。
磁化曲线模拟器的磁场模拟回路由磁场模拟电容10和磁场模拟电位器14所组成，磁场模拟电容10的一端连接在运算放大器的反相输入端，其另一端连接在磁场模拟电位器14的动触点上，磁场模拟电位器14的两个固定触点分别连接在运算放大器的输出端和地之间。
电阻58的一端连接在运算放大器的反相输入端，其另一端连接在电位器59的动触点上，电位器的两个固定触点分别连接在运算放大器的输出端和地之间。
这样磁场模拟电容10和磁场模拟电位器14用来模拟电动机涡流滞后，根据实际大小可进行调整。斜率电位器15--21和反馈电位器59是调整曲线各段的斜率，可按被模拟曲线斜率的大小来定，拐点电位器22--35用来确定模拟曲线拐点的位置，根据需要可设定不同值。利用二极管2--8的非线性输出特性与拐点电位器和斜率电位器配合，在高精度运算放大器的输出端得到一条光滑曲线，可精确模拟不同的直流电动机磁化曲线，具有很强的通用性。
滤波电容9和滤波电阻11--12组成滤波电路，对来自励磁电流反馈信号进行滤波，增强抗于扰能力。
根据图1，首先用计算机绘制出印刷电路，给照像、制板、焊装电子元器件及接插件，然后进行模拟调试后，即可投入控制系统正常运行。
权利要求1.一种磁化曲线模拟器，包括滤波电路，反馈回路、磁场模拟回路、运算放大器等，其特征是反馈回路由八路电路连接形式相同的电阻、二极管所构成，其中的第一条电阻、二极管反馈回路由电阻42、49、50，电位器21、28、29和二极管8构成，电位器21的两个固定触点分别连接在地和二极管8的阳极之间，电阻42连接在放大器的反相输入端和电位器21的动触点之间，二极管8的阴极连接在电位器28的动触点上，电阻50一端连接在电源的正极，另一端连接在电位器29的动触点和一个固定触点上，电位器29的另一固定触点与电位器28的一个固定触点相连，电位器28的另一固定触点与电阻49的一端相连，电阻49的另一端连接运算放大器的输出端上，其余另外七条电阻、二极管反馈回路与第一条电阻、二极管反馈回路的电路连接方式完全相同。
2.根据权利要求1所述的磁化曲线模拟器，其特征是滤波电路包括电阻11--13和电容9，电阻13一端连接在励磁电流反馈信号输出端上，另一端接地，电阻11和电阻12相串联，并连接在励磁电流反馈信号输出端和运算放大器的反相输入端之间，电容9的一端连接在电阻11、12的串联接点上，另一端接地，电阻57连接在运算放大器的同相输入端和地之间。
3.根据权利要求1所述的磁化曲线模拟器，其特征是磁场模拟回路由磁场模拟电容10和磁场模拟电位器14所组成，磁场模拟电容10的一端连接在运算放大器的反相输入端，其另一端连接在磁场模拟电位器14的动触点上，磁场模拟电位器14的两个固定触点分别连接在运算放大器的输出端和地之间。
4.根据权利要求1所述的磁化曲线模拟器，其特征是电阻58的一端连接在运算放大器的反相输入端，其另一端连接在电位器59的动触点上，电位器的两个固定触点分别连接在运算放大器的输出端和地之间。
专利摘要一种磁化曲线模拟器，属于直流电动机控制单元类。本磁化曲线模拟器由滤波电路、反馈回路、磁场模拟电路和高精度运算放大器等组成，反馈回路由八条电路连接形式相同的电阻、二极管构成，磁场模拟电路由磁场模拟电容和磁场模拟电位器构成，在励磁内环校正系统中，引入磁化曲线模拟器消除了磁化曲线的非线性和涡流滞后的影响。能有效地抑制直流电动机在弱磁场调速区产生的振荡，用于控制直流电动机在弱磁调速区的稳定工作。
文档编号H02P7/06GK2257973SQ9521926
公开日1997年7月16日 申请日期1995年8月11日 优先权日1995年8月11日
发明者阎晓强, 郑炜 申请人:阎晓强