專利名稱：磁化曲線模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種磁化曲線模擬器，屬于直流電動機控制單元類，應(yīng)用于可控硅直流控制系統(tǒng)中。
由于電動機鐵心渦流的影響，特別是渦流較大時，使得產(chǎn)生磁場部分的勵磁電流落后于勵磁電流，并呈非線性關(guān)系，從而導(dǎo)致勵磁回路成為非線性環(huán)節(jié)。因此，為使直流電動機在弱磁調(diào)速區(qū)能穩(wěn)定地工作，必須進行非線性校正。
目前應(yīng)用的磁化曲線模擬器有如下缺點1、用四段折線來模擬直流電動機的磁化曲線，其拐點固定不變、模擬精度低，不適合磁化曲線飽和點低、斜率變化大的直流電動機。
2、用計算機數(shù)字量來模擬磁化曲線，可獲得較高精度，但價格貴、實時差，不能滿足快速系統(tǒng)的要求。
本實用新型的目的是提供一種價格低廉、實時性好、精度高的磁化曲線模擬器，以準確校正直流電動機磁化曲線非線性和渦流滯后現(xiàn)象，從而使直流電動機在弱磁調(diào)速區(qū)能穩(wěn)定可靠地工作，抑制振蕩的產(chǎn)生。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的磁化曲線模擬器，包括濾波電路，反饋回路、磁場模擬回路、運算放大器等，其中反饋回路由八路電路連接形式相同的電阻、二極管所構(gòu)成，其中的第一條電阻、二極管反饋回路由電阻42、49、50，電位器21、28、29和二極管8構(gòu)成，電位器21的兩個固定觸點分別連接在地和二極管8的陽極之間，電阻42連接在放大器的反相輸入端和電位器21的動觸點之間，二極管8的陰極連接在電位器28的動觸點上，電阻50一端連接在電源的正極，另一端連接在電位器29的動觸點和一個固定觸點上，電位器29的另一固定觸點與電位器28的一個固定觸點相連，電位器28的另一固定觸點與電阻49的一端相連，電阻49的另一端連接運算放大器的輸出端上，其余另外七條電阻、二極管反饋回路與第一條電阻、二極管反饋回路的電路連接方式完全相同，這里不再重復(fù)。
磁化曲線模擬器的濾波電路包括電阻11--13和電容9，電阻13一端連接在勵磁電流反饋信號輸出端上，另一端接地，電阻11和電阻12相串聯(lián)，并連接在勵磁電流反饋信號輸出端和運算放大器的反相輸人端之間，電容9的一端連接在電阻11、12的串聯(lián)接點上，另一端接地。電阻57連接在運算放大器的同相輸入端和地之間。
磁化曲線模擬器的磁場模擬回路由磁場模擬電容10和磁場模擬電位器14所組成，磁場模擬電容10的一端連接在運算放大器的反相輸人端，其另一端連接在磁場模擬電位器14的動觸點上，磁場模擬電位器14的兩個固定觸點分別連接在運算放大器的輸出端和地之間。
電阻58的一端連接在運算放大器的反相輸入端，其另一端連接在電位器59的動觸點上，電位器的兩個固定觸點分別連接在運算放大器的輸出端和地之間。
由上述方案構(gòu)成的磁化曲線模擬器，由電阻、二極管構(gòu)成的八條反饋回路，當高精度運算放大器輸人電壓按線性規(guī)律逐漸增加時，各反饋回路依次導(dǎo)通，反饋電阻減小，從而使高精度運算放大器的放大倍率數(shù)降低，模擬曲線的斜率變小，再加上二極管的非線性特性，結(jié)果在高精度運算放大器輸出端可獲得一條光滑的模擬曲線。
磁場模擬電容10和磁場模擬電位器14用來模擬電動機渦流滯后，從而可以對電動機的渦流滯后進行有效的調(diào)整。
濾波電路用于對勵磁電流反饋信號進行濾波，增強抗干擾能力。
這種磁化曲線模擬器避免了用折線來模擬磁化曲線所產(chǎn)生的拐點固定不變、模擬精度低的弱點，同時價格便宜、精度高。彌補了用計算機控制所需的高投入和實時性差的不足。在勵磁內(nèi)環(huán)校正系統(tǒng)中，引入磁化曲線模擬器消除了磁化曲線非線性和渦流滯后的影響。能有效地擬制直流電路在弱磁場調(diào)速區(qū)產(chǎn)生的振蕩現(xiàn)象。
下面結(jié)合實施例對本實用新型原理進一步說明。


圖1是本實用新型的電路原理圖。
圖2是本實用新型單元插件板元件布局圖。
圖中，1高精度運算放大器、2--8二極管、9濾波電容、10磁場模擬電容、11--12濾波電阻、13輸入電阻、14磁場模擬電位器、15--21斜率電位器、22--35拐點電位器、36--56限流電阻、57平衡電阻、58、反饋電阻、59反饋電位器、60接插頭、61印刷電路板、62塑料框架圖1、圖2所示的磁化曲線模擬器，包括濾波電路，反饋回路、磁場模擬回路、運算放大器等，其中反饋回路由八路電路連接形式相同的電阻、二極管所構(gòu)成，其中的第一條電阻、二極管反饋回路由電阻42、49、50，電位器21、28、29和二極管8構(gòu)成，電位器21的兩個固定觸點分別連接在地和二極管8的陽極之間，電阻42連接在放大器的反相輸入端和電位器21的動觸點之間，二極管8的陰極連接在電位器28的動觸點上，電阻50一端連接在電源的正極，另一端連接在電位器29的動觸點和一個固定觸點上，電位器29的另一固定觸點與電位器28的一個固定觸點相連，電位器28的另一固定觸點與電阻49的一端相連，電阻49的另一端連接運算放大器的輸出端上。
第二條電阻、二極管反饋回路由電阻41、48、51，電位器20、27、30和二極管7構(gòu)成，電位器20的兩個固定觸點分別連接在地和二極管7的陽極之間，電阻41連接在放大器的反相輸入端和電位器20的動觸點之間，二極管7的陰極連接在電位器27的動觸點上，電阻51一端連接在電源的正極，另一端連接在電位器30的動觸點和一個固定觸點上，電位器30的另一固定觸點與電位器27的一個固定觸點相連，電位器27的另一固定觸點與電阻48的一端相連，電阻48的另一端連接運算放大器的輸出端上，其余另外六條電阻、二極管反饋回路與第一條、第二條電阻、二極管反饋回路的電路連接方式完全相同，這里不再重復(fù)。
磁化曲線模擬器的濾波電路包括電阻11--13和電容9，電阻13一端連接在勵磁電流反饋信號輸出端上，另一端接地，電阻11和電阻12相串聯(lián)，并連接在勵磁電流反饋信號輸出端和運算放大器的反相輸入端之間，電容9的一端連接在電阻11、12的串聯(lián)接點上，另一端接地。電阻57連接在運算放大器的同相輸入端和地之間。
磁化曲線模擬器的磁場模擬回路由磁場模擬電容10和磁場模擬電位器14所組成，磁場模擬電容10的一端連接在運算放大器的反相輸入端，其另一端連接在磁場模擬電位器14的動觸點上，磁場模擬電位器14的兩個固定觸點分別連接在運算放大器的輸出端和地之間。
電阻58的一端連接在運算放大器的反相輸入端，其另一端連接在電位器59的動觸點上，電位器的兩個固定觸點分別連接在運算放大器的輸出端和地之間。
這樣磁場模擬電容10和磁場模擬電位器14用來模擬電動機渦流滯后，根據(jù)實際大小可進行調(diào)整。斜率電位器15--21和反饋電位器59是調(diào)整曲線各段的斜率，可按被模擬曲線斜率的大小來定，拐點電位器22--35用來確定模擬曲線拐點的位置，根據(jù)需要可設(shè)定不同值。利用二極管2--8的非線性輸出特性與拐點電位器和斜率電位器配合，在高精度運算放大器的輸出端得到一條光滑曲線，可精確模擬不同的直流電動機磁化曲線，具有很強的通用性。
濾波電容9和濾波電阻11--12組成濾波電路，對來自勵磁電流反饋信號進行濾波，增強抗于擾能力。
根據(jù)圖1，首先用計算機繪制出印刷電路，給照像、制板、焊裝電子元器件及接插件，然后進行模擬調(diào)試后，即可投入控制系統(tǒng)正常運行。
權(quán)利要求1.一種磁化曲線模擬器，包括濾波電路，反饋回路、磁場模擬回路、運算放大器等，其特征是反饋回路由八路電路連接形式相同的電阻、二極管所構(gòu)成，其中的第一條電阻、二極管反饋回路由電阻42、49、50，電位器21、28、29和二極管8構(gòu)成，電位器21的兩個固定觸點分別連接在地和二極管8的陽極之間，電阻42連接在放大器的反相輸入端和電位器21的動觸點之間，二極管8的陰極連接在電位器28的動觸點上，電阻50一端連接在電源的正極，另一端連接在電位器29的動觸點和一個固定觸點上，電位器29的另一固定觸點與電位器28的一個固定觸點相連，電位器28的另一固定觸點與電阻49的一端相連，電阻49的另一端連接運算放大器的輸出端上，其余另外七條電阻、二極管反饋回路與第一條電阻、二極管反饋回路的電路連接方式完全相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁化曲線模擬器，其特征是濾波電路包括電阻11--13和電容9，電阻13一端連接在勵磁電流反饋信號輸出端上，另一端接地，電阻11和電阻12相串聯(lián)，并連接在勵磁電流反饋信號輸出端和運算放大器的反相輸入端之間，電容9的一端連接在電阻11、12的串聯(lián)接點上，另一端接地，電阻57連接在運算放大器的同相輸入端和地之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁化曲線模擬器，其特征是磁場模擬回路由磁場模擬電容10和磁場模擬電位器14所組成，磁場模擬電容10的一端連接在運算放大器的反相輸入端，其另一端連接在磁場模擬電位器14的動觸點上，磁場模擬電位器14的兩個固定觸點分別連接在運算放大器的輸出端和地之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁化曲線模擬器，其特征是電阻58的一端連接在運算放大器的反相輸入端，其另一端連接在電位器59的動觸點上，電位器的兩個固定觸點分別連接在運算放大器的輸出端和地之間。
專利摘要一種磁化曲線模擬器，屬于直流電動機控制單元類。本磁化曲線模擬器由濾波電路、反饋回路、磁場模擬電路和高精度運算放大器等組成，反饋回路由八條電路連接形式相同的電阻、二極管構(gòu)成，磁場模擬電路由磁場模擬電容和磁場模擬電位器構(gòu)成，在勵磁內(nèi)環(huán)校正系統(tǒng)中，引入磁化曲線模擬器消除了磁化曲線的非線性和渦流滯后的影響。能有效地抑制直流電動機在弱磁場調(diào)速區(qū)產(chǎn)生的振蕩，用于控制直流電動機在弱磁調(diào)速區(qū)的穩(wěn)定工作。
文檔編號H02P7/06GK2257973SQ9521926
公開日1997年7月16日 申請日期1995年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月11日
發(fā)明者閻曉強, 鄭煒 申請人:閻曉強