[实用新型]一种光电编码器测速的小型直流电机调速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流电机调速装置，特别是涉及一种光电编码器测速的小型直流电机调速装置。

背景技术

直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速。直流调速系统广泛地应用于轧钢机、冶金、印刷、金属切削机床等许多领域的自动控制系统中。目前，直流电机测速器件主要有光电码盘、测速发电机及霍尔传感器等。而霍尔元件测量精度相对较低，电机测速都要与电机同轴连接，增加了电机机组安装难度,消耗了电机的功率；利用测速发电机测速，不仅增加了设备的成本，还增加了安装和维护上的困难。光电码盘由于具有精度高、线性度好的优点，被广泛应用于直流电机的转速测量。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种光电编码器测速的小型直流电机调速装置，本实用新型光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成，光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，本装置降低了系统的体积，而且安装和维护方便。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种光电编码器测速的小型直流电机调速装置，所述装置包括直流电机、快速熔断器、晶闸管单相整流模块、光电码盘、频/压转换单元、晶闸管过压保护装置及控制电路单元，上述器件固定在一个长方形钢板底座上；底座一侧安装有接线端子，其中晶闸管单相整流模块通过接线端子引入，底座另一侧安装有控制电路单元和快速熔断器，底座中心放置晶闸管单相整流模块和晶闸管过压保护装置，三者均采用螺钉固定在底座上；快速熔断器安装在晶闸管单相整流模块的输入端，晶闸管过压保护装置与闸管单相整流模块并联，控制电路单元的输出端作用到闸管单相整流模块的控制端；晶闸管单相整流模块的输出端接到直流电机的电枢回路，直流电机轴上固定一个圆形的光电码盘。

所述的一种光电编码器测速的小型直流电机调速装置，所述晶闸管单相整流模块型号为MZKD-ZL-50。

本实用新型的优点与效果是：

1.本实用新型利用欧姆龙公司E6B2-CWZ6型号的光电码盘对电机转速进行测量。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成，光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，进而利用LM331芯片构成的频压转换电路将脉冲信号转化为模拟电压信号，并通过比例积分控制器对模拟电压信号进行运算，控制晶闸管触发整流装置触发信号，进而控制整流装置的输出电压，达到调节电机转速的目的。

2. 本实用新型频/压转化单元是利用高性价比集成芯片LM331实现，LM331芯片具有很高的转换精度及温度稳定性，此频/压转化单元频率适应范围宽、线性好、外围电路简单。采用光电码盘测速的小型直流电机调速系统具有结构简单、体积小、响应速度快、易于维护等优点

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路框架图。

具体实施方式

实施例：

见图1、图2，装置包括图1中附件：1为底座， 2为晶闸管单相整流模块，3为控制电路单元，4为快速熔断器，5为晶闸管过压保护装置，6为直流电机，7为光电码盘，8为频/压转换单元，9为接线端子。

本实用新型还包括直流电机，快速熔断器、晶闸管单相整流模块，光电码盘，频/压转换单元、晶闸管过压保护装置及控制电路单元，这些器件都固定在一个长方形钢板底座上。底座一侧安装有接线端子，其中晶闸管单相整流模块输入的交流电源（30AV）, 光电码盘的工作电源（0-12V）, 频/压转换单元的工作电源（0-12V），控制电路单元的工作电源（-12V- +12V）均通过接线端子引入。底座另一侧安装有控制电路单元和快速熔断器，底座中心放置晶闸管单相整流模块和晶闸管过压保护装置，三者均采用螺钉固定在底座上。其中，快速熔断器安装在晶闸管单相整流模块的输入端，晶闸管过压保护装置与闸管单相整流模块并联，控制电路单元的输出端作用到闸管单相整流模块的控制端。晶闸管单相整流模块的输出端接到直流电机的电枢回路，直流电机轴上固定一个圆形的光电码盘。

晶闸管单相整流模块型号为MZKD-ZL-50，具有对电力进行调节、自动控制的功能， 可对输出电压进行平滑调节。控制电路单元以LM324芯片为核心，包括给定单元，比较单元和比例积分（PI）控制器。LM324芯片内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立，其中，比较单元使用一组运放，此单元将转速给定信号和转速反馈信号进行求差值运算，比例积分控制器中比例环节和积分环节各使用一组运放，其兼顾了快速响应和消除静差两方面的要求。控制电路单元的输出作用到晶闸管单相整流模块的控制端上，通过调节晶闸管单相整流模块控制端的电压来改变它的输出值。晶闸管过压保护装置使用阻容吸收方式，效果良好。直流电动机参数为额定功率为80w，额定电压为24V，额定电流为6A。光电码盘采用欧姆龙公司E6B2-CWZ6C产品。当系统主电路和控制电路通电后，调节控制电路单元3的给定信号，与反馈环节的检测值进行比较，形成差值，通过比例积分控制器对差值进行运算后，将输出信号作用到晶闸管单相整流模块2的控制端，晶闸管单相整流模块2将输出一定的直流电压，进而对直流电机6进行调速。当电动机旋转时，光电码盘7将输出若干脉冲信号，将脉冲信号送到频/压转换单元8的输入端，可以实现将光电码盘7输出的脉冲信号转换成与脉冲信号频率成比例的模拟电压信号，通过采样固定时间内的脉冲数, 经过转换计算得到转速，以达到速度检测的目的，同时将输出的转速信号对应的电压值反馈到控制电路单元3的输入端。