一种带有速度反馈的直流电动机系统的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种直流电动机系统。

背景技术：

目前电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围十分广泛，已经遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活。不论是在工业农业生产，还是交通运输，国防，航空航天领域，医院，商业和现代的办公设备，以及我们日常生活中用到的电器，以及在科技发达的今天，围绕我们生活的电子设备等都使用着各种各样的电动机。电机和人们的生活息息相关，密不可分。电机又可分为直流电和交流电机。尽管交流电机有很多优点，例如交流电机结构简单、对环境要求低以及节能等特点。但是由于直流电机具有良好的启动、制动性能，适合用在比较宽的范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用，因此在许多方面仍然取代不了直流电机。对移动设备，例如移动机器人，要求其运行平稳。其运动系统普遍采用直流电源供电，由直流电动机带动设备运转。其次由于直流电动机具有极好的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。所以，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。在我国许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动的场合，仍然广泛采用直流调速系统。而且，直流调速系统在理论上和实践上都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础。

目前直流电机的调速方法比较多，例如调节电枢供电电压，减弱励磁磁通，改变电枢回路电阻等调速方式，但对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式最好。利用直流调速系统时，它们所表现出来的性能指标和人们的期望值总是存在差异，解决此问题的方法就 是设计具有转速反馈控制的直流调速系统。因此研究一种带有速度反馈的直流电动机系统，使系统启动时平稳启动，具有一定的应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种带有速度反馈的直流电动机系统，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种带有速度反馈的直流电动机系统，包括电机，还包括信号输入模块，所述信号输入模块连接信号处理模块，所述信号处理模块依次通过PWM变换器、H桥电路驱动模块连接所述电机的控制端；

还包括与所述电机输出轴连接的旋转编码器，所述旋转编码器的信号输出端连接所述信号处理模块。

本发明的速度通过信号输入模块给定，通过H桥电路和PWM技术相结合，通过改变占空比进行调节电压，进而改变电机的转速，改变电机两端电压的方向实现电机的正反转。而旋转编码器的应用，信号处理模块通过测量旋转编码器输出脉冲频率，即可确定电机实际运转速度和方向。根据给定转速和实际转速差值，经运算后调节PWM变换器的占空比，以一定规律使电机加速或减速，最终使电机工作于给定转速。

所述旋转编码器优选采用增量式编码器，所述增量式编码器以齿轮啮合加装在所述电机的输出轴上。

所述信号输入模块优选包括按键组和显示器。通过按键组和显示器的结合输入给定转速。

所述信号处理模块采用基于单片机结构的信号处理模块，所述信号处理模块优选采用R5F100AA单片机。

所述信号处理模块内置有定时器。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明实现了电机正常启动、停止、正转、反转、加速和减速，通过速度反馈调节以使电机能以平稳的速度运行。

附图说明

图1为本发明的一种整体连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1，一种带有速度反馈的直流电动机系统，包括依次连接的信号输入模块1、信号处理模块2、PWM变换器3、H桥电路驱动模块4、电机5。还包括与电机5输出轴连接的旋转编码器6，旋转编码器6的信号输出端连接信号处理模块2。

信号输入模块1优选包括按键组和显示器。通过按键组和显示器的结合输入给定转速。

信号处理模块2采用基于单片机结构的信号处理模块2，信号处理模块2优选采用R5F100AA单片机。信号处理模块2内置有定时器。

旋转编码器6优选采用增量式编码器，增量式编码器以齿轮啮合加装在电机5的输出轴上。

本发明还包括电源模块7，电源模块7的电源输出端分别连接信号处理模块2的电源输入端、H桥电路驱动模块4的电源输入端、电机5的电源输入端。通过电源模块7给本系统供电。

本发明的速度通过信号输入模块1给定，通过H桥电路和PWM技术相结合，通过改变占空比进行调节电压，进而改变电机5的转速，改变电机5两端电压的方向实现电机5的正反转。而旋转编码器6的应用，信号处理模块2通过测量旋转编码器6输出脉冲频率，即可确定电机5实际运转速度和方向。根据给定转速和实际转速差值，经运算后调节PWM变换器3的占空比，以一定规律使电机5加速或减速，最终使电机5工作于给定转速。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。