一種基于dsp的直流電機(jī)調(diào)速裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置。該系統(tǒng)包括電源模塊(1)、DSP處理模塊(2)、測(cè)速模塊(3)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)和直流電機(jī)(5)，所述的電源模塊(1)連接DSP處理模塊(2)，所述的測(cè)速模塊(3)輸入端連接直流電機(jī)(5)，輸出端連接DSP處理模塊(2)，所述的DSP處理模塊(2)連接驅(qū)動(dòng)模塊(4)輸入端，所述的驅(qū)動(dòng)模塊(4)輸出端連接直流電機(jī)(5)，所述的驅(qū)動(dòng)模塊(4)為PWM調(diào)速電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、調(diào)速精確性高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種直流電機(jī)調(diào)速裝置，尤其是涉及一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直流電機(jī)作為電機(jī)主要類型之一，它具有啟動(dòng)性能以及調(diào)速性能良好的優(yōu)勢(shì)，由于它的線性度較好使之與電力電子設(shè)備結(jié)合應(yīng)用較為廣泛，易實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效調(diào)速控制。
[0003]日常生活中有許多設(shè)備使用直流電機(jī)調(diào)速，如:電動(dòng)牙刷、電扇、電動(dòng)剃須刀等。普通家用設(shè)備用到的直流電機(jī)調(diào)速多用觸發(fā)器或555定時(shí)器等簡(jiǎn)單電路完成調(diào)速功能，而使用觸發(fā)器等來(lái)模擬控制的方式調(diào)節(jié)電路會(huì)有穩(wěn)定性差、精確度低、易受干擾等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種穩(wěn)定性強(qiáng)、精確性高的基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，該系統(tǒng)包括電源模塊、DSP處理模塊、測(cè)速模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和直流電機(jī)，所述的電源模塊連接DSP處理模塊，所述的測(cè)速模塊輸入端連接直流電機(jī)，輸出端連接DSP處理模塊，所述的DSP處理模塊連接驅(qū)動(dòng)模塊輸入端，所述的驅(qū)動(dòng)模塊輸出端連接直流電機(jī)，所述的驅(qū)動(dòng)模塊為PWM調(diào)速電路，所述的PWM調(diào)速電路包括PWM信號(hào)輸入單元、正反轉(zhuǎn)控制單元和H橋電路，所述的PWM信號(hào)輸入單元和正反轉(zhuǎn)控制單元均連接H橋電路，所述的H橋電路連接直流電機(jī)。
[0007]所述的測(cè)速模塊包括光電編碼器，所述的光電編碼器設(shè)置在直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸上并連接至DSP處理模塊。
[0008]所述的DSP處理模塊中包括光電編碼器接口和內(nèi)置的QEP電路，所述的光電編碼器通過(guò)光電編碼器接口連接QEP電路。
[0009]所述的H橋電路包括場(chǎng)效應(yīng)管Ql、場(chǎng)效應(yīng)管Q2、場(chǎng)效應(yīng)管Q3、場(chǎng)效應(yīng)管Q4、二極管Dl、二極管D2、二極管D3和二極管D4，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極形成第一橋臂，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極形成第一橋臂，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極，并連接供電電源VCC，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2源極，兩者連接點(diǎn)形成PWM輸入點(diǎn)，所述的二極管Dl陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極，所述的二極管D4陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極，所述的二極管D3陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極，所述的二極管D2陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2源極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極，所述的直流電機(jī)連接于場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極和場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極之間。
[0010]正反轉(zhuǎn)控制單元包括正反轉(zhuǎn)輸入端子P1、反相器Ul、反相器U2、反相器U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5，所述的正反轉(zhuǎn)輸入端子輸入端連接DSP處理模塊，輸出端連接反相器Ul輸入端，反相器Ul輸出端分別通過(guò)電阻R4和電阻R3對(duì)應(yīng)連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4柵極和場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極，反相器Ul輸出端還分別連接反相器U2和反相器U3輸入端，反相器U2輸出端通過(guò)電阻Rl連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極，反相器U3輸出端通過(guò)電阻R2連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2柵極，反相器U2輸出端還通過(guò)電阻R5連接供電電源VCC。
[0011 ] 所述的PffM信號(hào)輸入單元包括PffM信號(hào)輸入端子P2、反相器U4、電阻R6和三級(jí)管Q5，PWM信號(hào)輸入端子P2輸入端連接DSP處理模塊，輸出依次串聯(lián)反相器U4和電阻R6，電阻R6連接場(chǎng)效應(yīng)管Q5柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q5漏極連接H橋電路中所述的PffM輸入點(diǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管Q5源極接地。
[0012]該調(diào)速裝置還包括用于顯示直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的顯示模塊，該顯示模塊連接DSP處理模塊。
[0013]所述的顯示模塊為液晶顯示器。
[0014]所述的DSP處理模塊為T(mén)MS320F2812。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016](I)本實(shí)用新型采用的pmi調(diào)速電路通過(guò)pmi信號(hào)輸入單元將處理器模塊輸出的PWM信號(hào)輸入至H橋，從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速，該方式具有穩(wěn)定性高、精確度高、不易受干擾等優(yōu)點(diǎn)，提高了直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的精確性；
[0017](2)DSP處理模塊采用TMS320F2812，其各方面性能均比模擬控制系統(tǒng)要好，具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力，運(yùn)行速度更快，具有專門(mén)的硬件乘法器，可以用來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法，進(jìn)行復(fù)雜的邏輯處理和精確的計(jì)算，從而提高對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的精確度；
[0018](3)本實(shí)用新型中設(shè)置的液晶顯示器能夠?qū)崟r(shí)顯示直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，直觀可靠，具有較好的實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型PffM調(diào)速電路的原理示意圖。
[0021 ]圖中，I為電源模塊，2為DSP處理模塊，3為測(cè)速模塊，4為驅(qū)動(dòng)模塊，5為直流電機(jī)，6
為顯示模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例
[0024]如圖1所示，一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，該系統(tǒng)包括電源模塊1、DSP處理模塊2、測(cè)速模塊3、驅(qū)動(dòng)模塊4和直流電機(jī)5，所述的電源模塊I連接DSP處理模塊2，所述的測(cè)速模塊3輸入端連接直流電機(jī)5，輸出端連接DSP處理模塊2，所述的DSP處理模塊2連接驅(qū)動(dòng)模塊4輸入端，所述的驅(qū)動(dòng)模塊4輸出端連接直流電機(jī)5，所述的驅(qū)動(dòng)模塊4為PffM調(diào)速電路，該P(yáng)ffM調(diào)速電路包括PWM信號(hào)輸入單元、正反轉(zhuǎn)控制單元和H橋電路，所述的PffM信號(hào)輸入單元和正反轉(zhuǎn)控制單元均連接H橋電路，所述的H橋電路連接直流電機(jī)5。所述的DSP處理模塊2為T(mén)MS320F2812，其各方面性能均比模擬控制系統(tǒng)要好，具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力，運(yùn)行速度更快，具有專門(mén)的硬件乘法器，可以用來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法，進(jìn)行復(fù)雜的邏輯處理和精確的計(jì)算，從而提高對(duì)直流電機(jī)5轉(zhuǎn)速控制的精確度。
[0025]所述的測(cè)速模塊3包括光電編碼器，所述的光電編碼器設(shè)置在直流電機(jī)5轉(zhuǎn)軸上并連接至DSP處理模塊2 ο所述的DSP處理模塊2中包括光電編碼器接口和內(nèi)置的QEP電路，所述的光電編碼器通過(guò)光電編碼器接口連接QEP電路。
[0026]如圖2所示為PWM調(diào)速電路的原理示意圖，所述的H橋電路包括場(chǎng)效應(yīng)管Ql、場(chǎng)效應(yīng)管Q2、場(chǎng)效應(yīng)管Q3、場(chǎng)效應(yīng)管Q4、二極管Dl、二極管D2、二極管D3和二極管D4，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極形成第一橋臂，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極形成第一橋臂，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極，并連接供電電源VCC，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2源極，兩者連接點(diǎn)形成PffM輸入點(diǎn)，所述的二極管Dl陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極，所述的二極管D4陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極，所述的二極管D3陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極，所述的二極管D2陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2源極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極，所述的直流電機(jī)5連接于場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極和場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極之間。二極管Dl、二極管D2、二極管D3和二極管D4稱為續(xù)流二極管，當(dāng)與之并聯(lián)的場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷時(shí)若有高峰電流產(chǎn)生可以讓其通過(guò)二極管進(jìn)行續(xù)流，從而保護(hù)了場(chǎng)效應(yīng)管。正反轉(zhuǎn)控制單元包括正反轉(zhuǎn)輸入端子P1、反相器U1、反相器U2、反相器U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5，所述的正反轉(zhuǎn)輸入端子輸入端連接DSP處理模塊2，輸出端連接反相器Ul輸入端，反相器Ul輸出端分別通過(guò)電阻R4和電阻R3對(duì)應(yīng)連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4柵極和場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極，反相器Ul輸出端還分別連接反相器U2和反相器U3輸入端，反相器U2輸出端通過(guò)電阻Rl連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極，反相器U3輸出端通過(guò)電阻R2連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2柵極，反相器U2輸出端還通過(guò)電阻R5連接供電電源VCC。所述的PWM信號(hào)輸入單元包括PWM信號(hào)輸入端子P2、反相器U4、電阻R6和三級(jí)管Q5，PWM信號(hào)輸入端子P2輸入端連接DSP處理模塊2，輸出依次串聯(lián)反相器U4和電阻R6，電阻R6連接場(chǎng)效應(yīng)管Q5柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q5漏極連接H橋電路中所述的PffM輸入點(diǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管Q5源極接地。當(dāng)正反轉(zhuǎn)輸入端子Pl輸入高電平時(shí)，Ql、Q2導(dǎo)通，Q3、Q4關(guān)斷，負(fù)載電流從圖中A點(diǎn)流向B點(diǎn)，此時(shí)A點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)是正電位，直流電機(jī)5兩端承受正向電壓，直流電機(jī)5正方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)正反轉(zhuǎn)輸入端子Pl輸入低電平時(shí)，Ql、Q2關(guān)斷，Q3、Q4導(dǎo)通，負(fù)載電流從圖中B點(diǎn)流向A點(diǎn)，此時(shí)負(fù)載端B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)是正電位，直流電機(jī)5兩端承受反向電壓，直流電機(jī)5反方向旋轉(zhuǎn)。該實(shí)用新型采用的PffM調(diào)速電路具有有穩(wěn)定性高、精確度高、不易受干擾等優(yōu)點(diǎn)，提高了直流電機(jī)5轉(zhuǎn)速控制的精確性。
[0027]該調(diào)速裝置還包括用于顯示直流電機(jī)5轉(zhuǎn)速的顯示模塊6，該顯示模塊6連接DSP處理模塊2，所述的顯示模塊6為液晶顯示器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，該系統(tǒng)包括電源模塊(I)、DSP處理模塊(2)、測(cè)速模塊(3)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)和直流電機(jī)(5)，所述的電源模塊(I)連接DSP處理模塊(2)，所述的測(cè)速模塊(3)輸入端連接直流電機(jī)(5)，輸出端連接DSP處理模塊(2)，所述的DSP處理模塊(2)連接驅(qū)動(dòng)模塊(4)輸入端，所述的驅(qū)動(dòng)模塊(4)輸出端連接直流電機(jī)(5)，所述的驅(qū)動(dòng)模塊(4)為PWM調(diào)速電路，所述的PWM調(diào)速電路包括PWM信號(hào)輸入單元、正反轉(zhuǎn)控制單元和H橋電路，所述的PffM信號(hào)輸入單元和正反轉(zhuǎn)控制單元均連接H橋電路，所述的H橋電路連接直流電機(jī)(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述的測(cè)速模塊(3)包括光電編碼器，所述的光電編碼器設(shè)置在直流電機(jī)(5)轉(zhuǎn)軸上并連接至DSP處理豐旲塊(2) ο3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述的DSP處理模塊(2)中包括光電編碼器接口和內(nèi)置的QEP電路，所述的光電編碼器通過(guò)光電編碼器接口連接QEP電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述的H橋電路包括場(chǎng)效應(yīng)管Ql、場(chǎng)效應(yīng)管Q2、場(chǎng)效應(yīng)管Q3、場(chǎng)效應(yīng)管Q4、二極管Dl、二極管D2、二極管D3和二極管D4，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極形成第一橋臂，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極形成第一橋臂，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極，并連接供電電源VCC，所述的場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2源極，兩者連接點(diǎn)形成PWM輸入點(diǎn)，所述的二極管Dl陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql源極，所述的二極管D4陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極，所述的二極管D3陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極，所述的二極管D2陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2源極，陰極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極，所述的直流電機(jī)(5)連接于場(chǎng)效應(yīng)管Ql漏極和場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，正反轉(zhuǎn)控制單元包括正反轉(zhuǎn)輸入端子P1、反相器U1、反相器U2、反相器U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5，所述的正反轉(zhuǎn)輸入端子輸入端連接DSP處理模塊(2)，輸出端連接反相器Ul輸入端，反相器Ul輸出端分別通過(guò)電阻R4和電阻R3對(duì)應(yīng)連接場(chǎng)效應(yīng)管Q4柵極和場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極，反相器Ul輸出端還分別連接反相器U2和反相器U3輸入端，反相器U2輸出端通過(guò)電阻Rl連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql柵極，反相器U3輸出端通過(guò)電阻R2連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2柵極，反相器U2輸出端還通過(guò)電阻R5連接供電電源VCC。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述的PWM信號(hào)輸入單兀包括PWM信號(hào)輸入端子P2、反相器U4、電阻R6和三級(jí)管Q5，PWM信號(hào)輸入端子P2輸入端連接DSP處理模塊(2)，輸出依次串聯(lián)反相器U4和電阻R6，電阻R6連接場(chǎng)效應(yīng)管Q5柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q5漏極連接H橋電路中所述的PffM輸入點(diǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管Q5源極接地。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，該調(diào)速裝置還包括用于顯示直流電機(jī)(5)轉(zhuǎn)速的顯示模塊(6)，該顯示模塊(6)連接DSP處理模塊(2)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述的顯示模塊(6)為液晶顯示器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速裝置，其特征在于，所述的DSP處理模塊(2)為T(mén)MS320F2812。
【文檔編號(hào)】H02P7/29GK205509907SQ201620158985
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】單鴻濤, 侯俊梁, 汪振宇, 丁威, 韋明唯
【申請(qǐng)人】上海工程技術(shù)大學(xué)