[实用新型]一种用于数控机床工作台或主轴的无级调速装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种用于数控机床工作台或主轴的无级调速装置，适合在数控机床领域使用，具体地说是一种对机床主轴等进行无级调速的电路。

背景技术

数控技术是体现国家综合国力水平的重要基础性产业，机床的数控化率是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。然而数控加工精度没有保证就直接严重影响了我国制造业的发展。目前为了提高机床数控系统的加工精度，生产出高精度高水准的零件对各个行业有着至关重要的作用，所以设计者必须对数控系统的加工精度进行提高，而提高数控系统的加工精度最直接的方式就是提高数控系统的调速装置的进给精度。现有的机床调速装置存在结构复杂、本身消耗功率大、所提供的输出电流具有较大的脉动分量，存在电流断续现象，且失控时间和死区电压较大，结果限制了系统的频带宽带和调速范围，严重制约了我国制造业的发展。

实用新型内容

针对现有技术中直流伺服控制器的驱动电路复杂、驱动本身消耗的功率大等不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、小功率的直流伺服驱动装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于数控机床工作台或主轴的无级调速装置，包括：速度调节器、电流调节器、三角波发生器、脉宽调制解调器、晶体管功放电路、电流信号放大器和测速反馈电路；所述速度调节器、电流调节器、脉宽调制解调器和晶体管功放电路顺序连接；三角波发生器与脉宽调制解调器连接；电流信号放大器输入端与晶体管功放电路的输出端连接，电流信号放大器输出端与电流调节器输入端连接；用于测量电机转速的测速反馈电路的输出端与速度调节器的输入端连接；

速度调节器：用于将上位机的速度给定信号和测速反馈电路的反馈信号进行比较的差值放大，再输出至电流调节器；

电流调节器：用于将速度调节器的输出与电流信号放大器输出之差值进行放大，再输出至脉宽调制解调器；

脉宽调制解调器：将电流调节器的输出信号和三角波发生器的输出进行比较，并将生成的脉冲信号输出至晶体管功放电路；

晶体管功放电路：将PWM信号进行多级放大，生成的控制信号输出至电流信号放大器和电机。

所述速度调节器采用运算放大器2N1A；运算放大器2N1A的反相输入端与上位机、测速反馈电路的输出端连接，正相输入端与反相输入端间连有由二极管V1、V2组成的保护电路，运放2N1A反相输入端与输出端之间连有比例积分电路；其参考电压正端连接正电压，其参考电压负端连接负电压，输出端依次经过由电阻R8和电容C3的滤波电路、电阻R9与电流调节器的输入端连接。

所述电流调节器采用运算放大器1N1A；运算放大器1N1A反相输入端与速度调节器的输出端连接，还与电流信号放大器输出端连接，正相输入端通过电阻R10、R4与运算放大器2N1A的正相输入端连接，1N1A的参考电压正端连接正电压，其参考电压负端连接负电压，1N1A的输出端通过电阻R21与脉宽调制解调器连接。

所述三角波发生器采用运算放大器2N2B；运放2N2B的参考电压正端连接正电压，其参考电压负端连接负电压；运算放大器2N2B的反相输入端经电容C5、电阻R4与运算放大器2N1A的正相输入端连接，还经过电阻R16与运放2N2B输出端连接；运放2N2B正相输入端经电阻R18、R4与运算放大器2N1A的正相输入端连接，其正相输入端还通过电阻R17与输出端连接；运放2N2B输出端通过由电阻R19和电容C8组成的滤波电路、电阻R20与脉宽调制解调器连接。

所述脉宽调制解调器采用运算放大器1N2B；运放1N2B的参考电压正端连接正电压，其参考电压负端连接负电压；运放1N2B的反相输入端通过电阻R23与正电源连接，还与三角波发生器的输出端连接；运放1N2B的正相输入端与电流调节器的输出端连接；运放1N2B的输出端连接通过保护电路与晶体管功放电路连接。