一种微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激磁退磁控制系统，具体涉及一种微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统。
【背景技术】
[0002]现有的激磁退磁控制系统，输出激磁或退磁电流经互感器后的电流信号，由电流电压移相转换电路进行信号处理，然后与设定电流进行比较放大，再经微积分电路输出电压控制PWM发生电路，PWM的二路输出经三极管功率放大电平匹配，驱动由四个大功率管组成的桥式输出电路，控制激磁、退磁恒流输出；由电脑控制系统输出的激磁、退磁控制信号，选择控制PWM的二路输出，实现激磁或退磁。整个电路均由电阻、电容、三极管、集成运放等电子元件组成的模拟电路实现；同时，与电脑控制系统的接口亦没有光电或电磁隔离，灵活性差。由于采用电阻、电容、三极管、集成运放等电子元件组成的模拟电路进行微积分信号处理、功率放大，导致电路元器件多，电路复杂，集成化程度低，器件参数温漂大，输出信号稳定性差，精度低，受环境温度的影响大；因信号输入/输出没有隔离，系统抗干扰能力差；因控制参数不是线性的，模拟电路控制参数调节不方便且不准确，误差较大，且常规PID控制也由于实际工作中的不确定因素太多，效果欠佳。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的在于解决现有的激磁退磁控制系统采用模拟电路控制精度差，并且与电脑控制系统的接口亦没有光电或电磁隔离，灵活性差的问题。
[0004]技术方案:为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案:一种微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，包括微电脑控制器、输出电流采样器、时钟复位电路、激磁退磁控制输入电路、H桥驱动控制电路、激磁电流退磁时间设置电路以及电源控制电路；输出电流采样器、时钟复位电路、激磁退磁控制输入电路、激磁电流退磁时间设置电路以及电源控制电路分别连接到微电脑控制器，微电脑控制器连接H桥驱动控制电路。
[0005]作为优化，所述微电脑控制器的19脚和20脚连接激磁电流退磁时间设置电路；16脚和17脚连接激磁退磁控制输入电路；11脚和12脚连接H桥驱动控制电路；10脚为PWM脉冲端；2脚连接为采集激磁和退磁电流经互感器后的处理信号的输出电流采样器；8脚和9脚连接电源控制电路；5脚和6脚均连接到预留扩展功能端。
[0006]作为优化，所述微电脑控制器为单片机芯片STM8S103F3P6。
[0007]作为优化，激磁退磁控制输入电路和H桥驱动控制电路均包括光电耦合器。
[0008]作为优化，所述微电脑控制器的8脚为1.8V输出端，9脚为电源5V输入端。
[0009]本实用新型的工作原理为:
[0010]激磁、退磁电流经电流互感器输出毫安级电流，经标准电阻转换为线性电压Vin，再经集成运放组成的积分信号处理电路，输出电压信号，以此供微电脑控制器采集。
[0011]微型轴承磨床电脑控制系统输出驱动电流信号，使光电藕合器导通，微电脑控制器检测16脚和17脚的信号状态，即可确定是否要激磁或退磁。当有控制电流时，光藕导通，则16脚和17脚为低电平，否则为高电平。
[0012]当11脚和12脚为高电平时，或门输出为高电平，光电耦合器截止，H桥驱动控制信号为低电平，H桥驱动控制电路控制的四个MOSFET功率管截止。当11脚和12脚为低电平时，或门的输出由PWM的输出脉冲10脚输出的PA3决定。当PWM输出低电平时，若11脚为低电平，则光电耦合器Ul、U3同时导通，CT_1、CT_3输出有效控制信号分别控制MOSFET管N1、N3，N1、N3同时导通，对线圈进行正向充电，实现激磁。当PWM输出低电平时，若12脚为低电平，则光电耦合器U2、U4同时导通，CT_2、CT_4输出有效控制信号分别控制MOSFET管N2、N4，N2、N4同时导通，对线圈进行反向充电，实现退磁。11脚和12脚应为互补工作状态，实现激磁、退磁；或11脚和12脚均输出高电平，即激磁、退磁均不工作。
[0013]微电脑控制器片STM8S103F3P6实现模数转换。因VccO = 5V，取R1、R3为100 Ω，W1、W2选用1K Ω精密电位器；R2、C1以及R4、C2组成低通滤波电路，选取R2、R4为10ΚΩ，C1、C2 为 0.luf/25V ;PD2、PD3 为微电脑控制器 STM8S103F3P6 的 19,20 号引脚;调节 W1、W2，微电脑控制器即可读到不同的设置值。
[0014]有益效果:本实用新型与现有技术相比:通过微电脑控制器STM8S103F3P6实现模数转换，检测微型轴承磨床电脑控制系统输出的激磁、退磁控制信号，微电脑控制器输出控制H桥驱动控制电路，进而控制大功率MOSFET管，实现激磁、退磁的效果；微电脑控制器检测激磁、退磁电流经微型电流互感器输出的处理信号，经与设定激磁电流比较，经模糊控制算法，输出调整H桥驱动电路的PWM脉宽，进而调整激磁、退磁电流大小，实现闭环恒流控制；微电脑控制器根据设定的退磁时间，控制退磁效果。采用此种数字控制的防止，使得得到的数据更加精确，控制的时机把握更加准确，并且采用激磁退磁控制输入电路和H桥驱动控制电路均包括光电耦合器，在激磁退磁控制输入电路与微电脑控制器之间设置光耦隔离，使得灵活性提高。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的模块结构示意图；
[0016]图2为本实用新型微电脑控制器的引脚与时钟复位电路连接的结构示意图；
[0017]图3为本实用新型激磁、退磁电流经电流互感器后的信号处理电路图；
[0018]图4为本实用新型激磁退磁控制输入电路的电路图；
[0019]图5为本实用新型H桥驱动控制电路的电路图；
[0020]图6为本实用新型激磁电流退磁时间设置电路的电路图；
[0021]图7为本实用新型电源控制电路的电路图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例
[0023]如附图1至附图7所示，一种微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，包括微电脑控制器1、输出电流采样器2、时钟复位电路3、激磁退磁控制输入电路4、H桥驱动控制电路5、激磁电流退磁时间设置电路6以及电源控制电路7 ;输出电流采样器2、时钟复位电路3、激磁退磁控制输入电路4、激磁电流退磁时间设置电路6以及电源控制电路7分别连接到微电脑控制器1，微电脑控制器I连接H桥驱动控制电路5。所述微电脑控制器I的19脚和20脚连接激磁电流退磁时间设置电路6 ;16脚和17脚连接激磁退磁控制输入电路4 ;11脚和12脚连接H桥驱动控制电路5 ；10脚为PWM脉冲端；2脚连接为采集激磁和退磁电流经互感器后的处理信号的输出电流采样器2 ;8脚和9脚连接电源控制电路7 ;5脚和6脚均连接到预留扩展功能端。所述微电脑控制器I为单片机芯片STM8S103F3P6。激磁退磁控制输入电路4和H桥驱动控制电路5均包括光电耦合器8。所述微电脑控制器I的8脚为1.8V输出端，9脚为电源5V输入端。
[0024]激磁、退磁电流经电流互感器输出毫安级电流，经标准电阻转换为线性电压Vin，再经集成运放组成的积分信号处理电路，输出电压信号，以此供微电脑控制器I采集。
[0025]微型轴承磨床电脑控制系统输出驱动电流信号，使光电藕合器8导通，微电脑控制器I检测16脚和17脚的信号状态，即可确定是否要激磁或退磁。当有控制电流时，光藕导通，则16脚和17脚为低电平，否则为高电平。
[0026]所述H桥驱动控制电路5至少为两个，并且互为反向接入微电脑控制器I。
[0027]当11脚和12脚为高电平时，或门输出为高电平，光电耦合器8截止，H桥驱动控制信号为低电平，H桥驱动控制电路5控制的四个MOSFET功率管截止。当11脚和12脚为低电平时，或门的输出由PWM的输出脉冲即10脚输出的PA3决定。当PWM输出低电平时，若11脚为低电平，则光电耦合器8的Ul、U3同时导通，CT_1、CT_3输出有效控制信号分别控制MOSFET管N1、N3，N1、N3同时导通，对线圈进行正向充电，实现激磁。当PWM输出低电平时，若12脚为低电平，则另一 H桥驱动控制电路5对线圈进行反向充电，实现退磁。11脚和12脚应为互补工作状态，实现激磁、退磁；或11脚和12脚均输出高电平，即激磁、退磁均不工作。
[0028]微电脑控制器I的芯片STM8S103F3P6实现模数转换。因VccO = 5V，取R1、R3为100D，W1、W2选用1K Ω精密电位器；R2、Cl以及R4、C2组成低通滤波电路，选取R2、R4为 10ΚΩ，Cl、C2 为 0.luf/25V ;PD2、PD3 为微电脑控制器 STM8S103F3P6 的 19,20 号引脚；调节W1、W2，微电脑控制器I即可读到不同的设置值。
【主权项】
1.一种微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，其特征在于:包括微电脑控制器、输出电流采样器、时钟复位电路、激磁退磁控制输入电路、H桥驱动控制电路、激磁电流退磁时间设置电路以及电源控制电路；输出电流采样器、时钟复位电路、激磁退磁控制输入电路、激磁电流退磁时间设置电路以及电源控制电路分别连接到微电脑控制器，微电脑控制器连接H桥驱动控制电路。2.根据权利要求1所述的微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，其特征在于:所述微电脑控制器的19脚和20脚连接激磁电流退磁时间设置电路；16脚和17脚连接激磁退磁控制输入电路；11脚和12脚连接H桥驱动控制电路；10脚为PWM脉冲端；2脚连接为采集激磁和退磁电流经互感器后的处理信号的输出电流采样器；8脚和9脚连接电源控制电路；5脚和6脚均连接到预留扩展功能端。3.根据权利要求1所述的微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，其特征在于:所述微电脑控制器为单片机芯片STM8S103F3P6。4.根据权利要求1所述的微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，其特征在于:激磁退磁控制输入电路和H桥驱动控制电路均包括光电耦合器。5.根据权利要求2所述的微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，其特征在于:所述微电脑控制器的8脚为1.8V输出端，9脚为电源5V输入端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种微型轴承磨床激磁退磁数字控制系统，包括微电脑控制器、输出电流采样、恒流输出控制系统、激磁退磁控制输入电路、H桥驱动控制电路、激磁电流消磁时间设置电路以及电源控制电路。微电脑控制器检测微型轴承磨床电脑控制系统输出的激磁、退磁控制信号，微电脑控制器输出控制H桥驱动控制电路，进而控制大功率MOSFET管，实现激磁、退磁的效果；微电脑控制器检测激磁、退磁电流经微型电流互感器输出的处理信号，经与设定激磁电流比较，经模糊控制算法，输出调整H桥驱动电路的PWM脉宽，进而调整激磁、退磁电流大小，实现闭环恒流控制；微电脑控制器根据设定的退磁时间，控制退磁效果。
【IPC分类】G05B19/414
【公开号】CN204719508
【申请号】CN201520344731
【发明人】张爱良, 刘慧娟, 马飞
【申请人】无锡工艺职业技术学院
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月26日