[实用新型]直流电机力矩控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流电机力矩的控制领域，特别涉及直流电机力矩智能控制器。

背景技术

目前，力矩电机的控制器均采用三相开环进行调压和调速，这种控制器，随着电机负载的增加，电机的转速越来越慢，电机转速变慢后，其扭矩便减少，这就要求不断调节力矩电机控制器的速度给定以减少力矩电机的速度，如果调节不及时，便会造成电机堵转现象。如收线机的工字轮在收线时都是通过力矩电机来实现的。因此，本领域内的技术人员便发明了一种能够自动调节输出电压以达到自动调节力矩电机转速的力矩电机控制器。查中国专利数据库，一公告号为CN201403069Y，名称为“力矩电机控制器”的实用新型专利，公开了如下内容：一种力矩电机控制器，其特征在于：包括与力矩电机负载连接的输入端，输入端连接有整流滤波器，整流滤波器的输出端连接同步取样变压器和三极管回路，然后再经过反相器连接到555芯片的2脚，555芯片的3脚连接放大控制过零触发芯片MOC3020，MOC3020再连接到双向可控硅，555芯片的5脚还连接有给定电压。这种结构的力矩电机控制器，采用三相交流进行控制，其力矩惯比量低，低速时转矩小，输出扭矩小，长时间堵转时会发热导致烧坏电机，且电机的反应速度慢；在电机突然停止时，变压器容易烧坏，而经常采用的直流电机力矩控制器，采用限流来控制电机的转速，其电机的电流会受转速变化影响，因而，其控制效果不够理想。

发明内容

鉴于背景技术存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种实现力矩和转速双闭环控制的直流电机力矩控制器。

为此，本实用新型是采用如下技术方案来实现的：一种直流电机力矩控制器，包括单片机、电流取样电路和可控硅，所述电流取样电路与单片机相连，所述单片机的输出端与所述可控硅相连，其特征在于所述控制器还设有电压采样电路，所述电压采样电路与直流电机相连，所述单片机的输入端连接有给定电压或给定电流。

所述给定电压和给定电流通过连接的可调电位器实现。

本实用新型的这种结构，由于电机转速与电机反电动势成正比，力矩与电机电流成正比，故而可实现电压和电流的双闭环来控制电机扭矩，使电机在低速状态下也有较大的扭矩，同时使得电机在堵转时不会发热，保护了电机，与传动的控压和限流的直流控制器不同，通过电位器给定转速和力矩，单片机能够自动进行调节，其电机电流不会受转速变化的影响，使电机在额定电流范围内发挥最佳效果，因而有效节省了电能，与传统的力矩电机相比，其节能在30％以上。

附图说明

下面再结合附图进一步描述本实用新型的有关细节。

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

参照附图，这种直流电机力矩控制器，包括单片机IC、电压取样电路、电流取样电路和可控硅，所述单片机连接一脉冲变压器MC1，可控硅SCR1、SCR2与脉冲变压器相连，所述电流取样电流设置在直流电机与单片机之间，所述控制器还设有电压采样电路，所述电压采样电路与直流电机相连，即将电压采样电路连接在单片机与直流电机之间，可控硅的输出端分别连接在电流取样电路和电压取样电路端，该电压取样电路采样的电压为直流电机的反电动势，所述电流取样电路的S1端得到的电流即为电机电流，电阻R28端的电压即为电机反电动势，在单片机的输入端连接有给定电压或给定电流，因此，直流电机可以根据给定的电流或电压进行工作，其中给定电压或给定电流是通过电位器来实现的。由于电机的扭矩和转速是与电机的工作电压和工作电流成正比的，故而，通过电位器，即可给直流电机设定转速和扭矩。

本实用新型是按照如下方式进行控制的：按照设定的扭矩和转速，即设定直流电机的工作电压和工作电流，单片机按照设定的参数发送脉冲信号给可控硅，使得可控硅打开α角，可控硅打开α角的大小与单片机发送的脉冲信号强度有关，可控硅的输出端与直流电机连接，电流采样电路采集的电流送到单片机内的PID控制器与设定的电流比较后，再由单片机处理，如此形成电流闭环控制。使得直流电机在设定的工作电流下工作，即按照设定的力矩工作。同理，电压采样电路采集到的直流电机的反电动势与给定的电压在单片机内的PID控制器比较后，单片机也通过可控硅来控制直流电机，形成电压闭环控制，使得直流电机可在设定的电压下工作，即按照设定的转速来工作。因而，通过电位器是来设定电机的转速和扭矩时，通过本实用新型的双闭环控制，电机的电流不会受转速变化的影响，这样就可使直流电机在额定电流范围内发挥最佳效果。

本实用新型的这种控制器，可广泛应用到数控机床、自动化设备、印刷机械、绕线设备、包装机械等领域内，具有电机反应速度快，线性度好，低速转矩大，节能的优点。