[实用新型]一种直流电机转速检测与控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机转速检测系统系统，尤其涉及一种直流电机转速检测与控制系统，属于电机转速控制领域。

背景技术

在不同的生产和生活过程中，电机的运行状态要满足生产要求，其中电机速度的控制在占有至关重要的作用。在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟PID控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟PID控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟PID控制器难以获得满意的控制效果。随着计算机技术与智能控制理论的发展，数字PID技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟PID所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。

直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。

直流电动机的转速调节主要有三种方法：调节电枢供电的电压、减弱励磁磁通和改变电枢回路电阻。针对三种调速方法，都有各自的特点，也存在一定的缺陷。例如改变电枢回路电阻调速只能实现有级调速，减弱磁通虽然能够平滑调速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。所以在直流调速系统中，都是以变压调速为主。其中，在变压调速系统中，大体上又可分为可控整流式调速系统和直流PWM调速系统两种。直流PWM调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点：由于PWM调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流，低速特性好、稳速精度高、调速范围宽。同样，由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强，可以获得很宽的频带；开关器件只工作在开关状态，因此主电路损耗小、装置效率高；直流 电源采用不可控整流时，电网功率因数比相控整流器高。正因为直流PWM调速系统有以上优点，并且随着电力电子器件开关性能的不断提高，直流脉宽调制(PWM)技术得到了飞速的发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种直流电机转速检测与控制系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种直流电机转速检测与控制系统，包含依次连接的光电传感器、脉冲整形放大电路、微控制器模块，以及与微控制器模块连接的转速显示单元、驱动电路单元、键盘输入单元和电源模块，所述微控制器模块还包含比较单元和控制单元，所述光电传感器包含红外发射器和红外接收器；所述电源模块用于提供红外发射器、红外接收器、微控制器模块、显示单元、驱动电路单元和键盘输入单元所需电能；

其中，键盘输入单元，用于设定电机转速正常参数阈值；

比较单元，用于根据实际转速与设定转速进行对比，若实际转速大于设定转速，则发送信号至控制单元；

控制单元，用于根据比较单元发送的信号，通过驱动电路单元控制电机转速；

显示单元，用于实时显示电机转速。

作为本实用新型一种直流电机转速检测与控制系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用STC89C51单片机。

作为本实用新型一种直流电机转速检测与控制系统的进一步优选方案，所述光电传感器采用对射式光电传感器。

作为本实用新型一种直流电机转速检测与控制系统的进一步优选方案，所述显示单元采用4位数码管显示器。

作为本实用新型一种直流电机转速检测与控制系统的进一步优选方案，所述电源模块为可充电蓄电池。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型结构简单，应用广泛；

2、本实用新型控制精度高，具有很强的抗干扰能力；

3、本实用新型将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速比较精确的获得和测试目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型的主控芯片STC89C52的基本外围电路；

图3是本实用新型的直流电机转速控制与检测驱动电路；

图4是本实用新型的直流电机转速调制盘的形状结构；

图5是本实用新型的显示单元的驱动电路；

图6是本实用新型键盘输入单元的驱动电路。