一種微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激磁退磁控制系統(tǒng)，具體涉及一種微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的激磁退磁控制系統(tǒng)，輸出激磁或退磁電流經(jīng)互感器后的電流信號(hào)，由電流電壓移相轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)處理，然后與設(shè)定電流進(jìn)行比較放大，再經(jīng)微積分電路輸出電壓控制PWM發(fā)生電路，PWM的二路輸出經(jīng)三極管功率放大電平匹配，驅(qū)動(dòng)由四個(gè)大功率管組成的橋式輸出電路，控制激磁、退磁恒流輸出；由電腦控制系統(tǒng)輸出的激磁、退磁控制信號(hào)，選擇控制PWM的二路輸出，實(shí)現(xiàn)激磁或退磁。整個(gè)電路均由電阻、電容、三極管、集成運(yùn)放等電子元件組成的模擬電路實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，與電腦控制系統(tǒng)的接口亦沒(méi)有光電或電磁隔離，靈活性差。由于采用電阻、電容、三極管、集成運(yùn)放等電子元件組成的模擬電路進(jìn)行微積分信號(hào)處理、功率放大，導(dǎo)致電路元器件多，電路復(fù)雜，集成化程度低，器件參數(shù)溫漂大，輸出信號(hào)穩(wěn)定性差，精度低，受環(huán)境溫度的影響大；因信號(hào)輸入/輸出沒(méi)有隔離，系統(tǒng)抗干擾能力差；因控制參數(shù)不是線性的，模擬電路控制參數(shù)調(diào)節(jié)不方便且不準(zhǔn)確，誤差較大，且常規(guī)PID控制也由于實(shí)際工作中的不確定因素太多，效果欠佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的激磁退磁控制系統(tǒng)采用模擬電路控制精度差，并且與電腦控制系統(tǒng)的接口亦沒(méi)有光電或電磁隔離，靈活性差的問(wèn)題。
[0004]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:一種微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，包括微電腦控制器、輸出電流采樣器、時(shí)鐘復(fù)位電路、激磁退磁控制輸入電路、H橋驅(qū)動(dòng)控制電路、激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路以及電源控制電路；輸出電流采樣器、時(shí)鐘復(fù)位電路、激磁退磁控制輸入電路、激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路以及電源控制電路分別連接到微電腦控制器，微電腦控制器連接H橋驅(qū)動(dòng)控制電路。
[0005]作為優(yōu)化，所述微電腦控制器的19腳和20腳連接激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路；16腳和17腳連接激磁退磁控制輸入電路；11腳和12腳連接H橋驅(qū)動(dòng)控制電路；10腳為PWM脈沖端；2腳連接為采集激磁和退磁電流經(jīng)互感器后的處理信號(hào)的輸出電流采樣器；8腳和9腳連接電源控制電路；5腳和6腳均連接到預(yù)留擴(kuò)展功能端。
[0006]作為優(yōu)化，所述微電腦控制器為單片機(jī)芯片STM8S103F3P6。
[0007]作為優(yōu)化，激磁退磁控制輸入電路和H橋驅(qū)動(dòng)控制電路均包括光電耦合器。
[0008]作為優(yōu)化，所述微電腦控制器的8腳為1.8V輸出端，9腳為電源5V輸入端。
[0009]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0010]激磁、退磁電流經(jīng)電流互感器輸出毫安級(jí)電流，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)換為線性電壓Vin，再經(jīng)集成運(yùn)放組成的積分信號(hào)處理電路，輸出電壓信號(hào)，以此供微電腦控制器采集。
[0011]微型軸承磨床電腦控制系統(tǒng)輸出驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)，使光電藕合器導(dǎo)通，微電腦控制器檢測(cè)16腳和17腳的信號(hào)狀態(tài)，即可確定是否要激磁或退磁。當(dāng)有控制電流時(shí)，光藕導(dǎo)通，則16腳和17腳為低電平，否則為高電平。
[0012]當(dāng)11腳和12腳為高電平時(shí)，或門(mén)輸出為高電平，光電耦合器截止，H橋驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為低電平，H橋驅(qū)動(dòng)控制電路控制的四個(gè)MOSFET功率管截止。當(dāng)11腳和12腳為低電平時(shí)，或門(mén)的輸出由PWM的輸出脈沖10腳輸出的PA3決定。當(dāng)PWM輸出低電平時(shí)，若11腳為低電平，則光電耦合器Ul、U3同時(shí)導(dǎo)通，CT_1、CT_3輸出有效控制信號(hào)分別控制MOSFET管N1、N3，N1、N3同時(shí)導(dǎo)通，對(duì)線圈進(jìn)行正向充電，實(shí)現(xiàn)激磁。當(dāng)PWM輸出低電平時(shí)，若12腳為低電平，則光電耦合器U2、U4同時(shí)導(dǎo)通，CT_2、CT_4輸出有效控制信號(hào)分別控制MOSFET管N2、N4，N2、N4同時(shí)導(dǎo)通，對(duì)線圈進(jìn)行反向充電，實(shí)現(xiàn)退磁。11腳和12腳應(yīng)為互補(bǔ)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)激磁、退磁；或11腳和12腳均輸出高電平，即激磁、退磁均不工作。
[0013]微電腦控制器片STM8S103F3P6實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。因VccO = 5V，取R1、R3為100 Ω，W1、W2選用1K Ω精密電位器；R2、C1以及R4、C2組成低通濾波電路，選取R2、R4為10ΚΩ，C1、C2 為 0.luf/25V ;PD2、PD3 為微電腦控制器 STM8S103F3P6 的 19,20 號(hào)引腳;調(diào)節(jié) W1、W2，微電腦控制器即可讀到不同的設(shè)置值。
[0014]有益效果:本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比:通過(guò)微電腦控制器STM8S103F3P6實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，檢測(cè)微型軸承磨床電腦控制系統(tǒng)輸出的激磁、退磁控制信號(hào)，微電腦控制器輸出控制H橋驅(qū)動(dòng)控制電路，進(jìn)而控制大功率MOSFET管，實(shí)現(xiàn)激磁、退磁的效果；微電腦控制器檢測(cè)激磁、退磁電流經(jīng)微型電流互感器輸出的處理信號(hào)，經(jīng)與設(shè)定激磁電流比較，經(jīng)模糊控制算法，輸出調(diào)整H橋驅(qū)動(dòng)電路的PWM脈寬，進(jìn)而調(diào)整激磁、退磁電流大小，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒流控制；微電腦控制器根據(jù)設(shè)定的退磁時(shí)間，控制退磁效果。采用此種數(shù)字控制的防止，使得得到的數(shù)據(jù)更加精確，控制的時(shí)機(jī)把握更加準(zhǔn)確，并且采用激磁退磁控制輸入電路和H橋驅(qū)動(dòng)控制電路均包括光電耦合器，在激磁退磁控制輸入電路與微電腦控制器之間設(shè)置光耦隔離，使得靈活性提高。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型微電腦控制器的引腳與時(shí)鐘復(fù)位電路連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型激磁、退磁電流經(jīng)電流互感器后的信號(hào)處理電路圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型激磁退磁控制輸入電路的電路圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型H橋驅(qū)動(dòng)控制電路的電路圖；
[0020]圖6為本實(shí)用新型激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路的電路圖；
[0021]圖7為本實(shí)用新型電源控制電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實(shí)施例
[0023]如附圖1至附圖7所示，一種微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，包括微電腦控制器1、輸出電流采樣器2、時(shí)鐘復(fù)位電路3、激磁退磁控制輸入電路4、H橋驅(qū)動(dòng)控制電路5、激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路6以及電源控制電路7 ;輸出電流采樣器2、時(shí)鐘復(fù)位電路3、激磁退磁控制輸入電路4、激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路6以及電源控制電路7分別連接到微電腦控制器1，微電腦控制器I連接H橋驅(qū)動(dòng)控制電路5。所述微電腦控制器I的19腳和20腳連接激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路6 ;16腳和17腳連接激磁退磁控制輸入電路4 ;11腳和12腳連接H橋驅(qū)動(dòng)控制電路5 ；10腳為PWM脈沖端；2腳連接為采集激磁和退磁電流經(jīng)互感器后的處理信號(hào)的輸出電流采樣器2 ;8腳和9腳連接電源控制電路7 ;5腳和6腳均連接到預(yù)留擴(kuò)展功能端。所述微電腦控制器I為單片機(jī)芯片STM8S103F3P6。激磁退磁控制輸入電路4和H橋驅(qū)動(dòng)控制電路5均包括光電耦合器8。所述微電腦控制器I的8腳為1.8V輸出端，9腳為電源5V輸入端。
[0024]激磁、退磁電流經(jīng)電流互感器輸出毫安級(jí)電流，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)換為線性電壓Vin，再經(jīng)集成運(yùn)放組成的積分信號(hào)處理電路，輸出電壓信號(hào)，以此供微電腦控制器I采集。
[0025]微型軸承磨床電腦控制系統(tǒng)輸出驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)，使光電藕合器8導(dǎo)通，微電腦控制器I檢測(cè)16腳和17腳的信號(hào)狀態(tài)，即可確定是否要激磁或退磁。當(dāng)有控制電流時(shí)，光藕導(dǎo)通，則16腳和17腳為低電平，否則為高電平。
[0026]所述H橋驅(qū)動(dòng)控制電路5至少為兩個(gè)，并且互為反向接入微電腦控制器I。
[0027]當(dāng)11腳和12腳為高電平時(shí)，或門(mén)輸出為高電平，光電耦合器8截止，H橋驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為低電平，H橋驅(qū)動(dòng)控制電路5控制的四個(gè)MOSFET功率管截止。當(dāng)11腳和12腳為低電平時(shí)，或門(mén)的輸出由PWM的輸出脈沖即10腳輸出的PA3決定。當(dāng)PWM輸出低電平時(shí)，若11腳為低電平，則光電耦合器8的Ul、U3同時(shí)導(dǎo)通，CT_1、CT_3輸出有效控制信號(hào)分別控制MOSFET管N1、N3，N1、N3同時(shí)導(dǎo)通，對(duì)線圈進(jìn)行正向充電，實(shí)現(xiàn)激磁。當(dāng)PWM輸出低電平時(shí)，若12腳為低電平，則另一 H橋驅(qū)動(dòng)控制電路5對(duì)線圈進(jìn)行反向充電，實(shí)現(xiàn)退磁。11腳和12腳應(yīng)為互補(bǔ)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)激磁、退磁；或11腳和12腳均輸出高電平，即激磁、退磁均不工作。
[0028]微電腦控制器I的芯片STM8S103F3P6實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。因VccO = 5V，取R1、R3為100D，W1、W2選用1K Ω精密電位器；R2、Cl以及R4、C2組成低通濾波電路，選取R2、R4為 10ΚΩ，Cl、C2 為 0.luf/25V ;PD2、PD3 為微電腦控制器 STM8S103F3P6 的 19,20 號(hào)引腳；調(diào)節(jié)W1、W2，微電腦控制器I即可讀到不同的設(shè)置值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:包括微電腦控制器、輸出電流采樣器、時(shí)鐘復(fù)位電路、激磁退磁控制輸入電路、H橋驅(qū)動(dòng)控制電路、激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路以及電源控制電路；輸出電流采樣器、時(shí)鐘復(fù)位電路、激磁退磁控制輸入電路、激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路以及電源控制電路分別連接到微電腦控制器，微電腦控制器連接H橋驅(qū)動(dòng)控制電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:所述微電腦控制器的19腳和20腳連接激磁電流退磁時(shí)間設(shè)置電路；16腳和17腳連接激磁退磁控制輸入電路；11腳和12腳連接H橋驅(qū)動(dòng)控制電路；10腳為PWM脈沖端；2腳連接為采集激磁和退磁電流經(jīng)互感器后的處理信號(hào)的輸出電流采樣器；8腳和9腳連接電源控制電路；5腳和6腳均連接到預(yù)留擴(kuò)展功能端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:所述微電腦控制器為單片機(jī)芯片STM8S103F3P6。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:激磁退磁控制輸入電路和H橋驅(qū)動(dòng)控制電路均包括光電耦合器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:所述微電腦控制器的8腳為1.8V輸出端，9腳為電源5V輸入端。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微型軸承磨床激磁退磁數(shù)字控制系統(tǒng)，包括微電腦控制器、輸出電流采樣、恒流輸出控制系統(tǒng)、激磁退磁控制輸入電路、H橋驅(qū)動(dòng)控制電路、激磁電流消磁時(shí)間設(shè)置電路以及電源控制電路。微電腦控制器檢測(cè)微型軸承磨床電腦控制系統(tǒng)輸出的激磁、退磁控制信號(hào)，微電腦控制器輸出控制H橋驅(qū)動(dòng)控制電路，進(jìn)而控制大功率MOSFET管，實(shí)現(xiàn)激磁、退磁的效果；微電腦控制器檢測(cè)激磁、退磁電流經(jīng)微型電流互感器輸出的處理信號(hào)，經(jīng)與設(shè)定激磁電流比較，經(jīng)模糊控制算法，輸出調(diào)整H橋驅(qū)動(dòng)電路的PWM脈寬，進(jìn)而調(diào)整激磁、退磁電流大小，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒流控制；微電腦控制器根據(jù)設(shè)定的退磁時(shí)間，控制退磁效果。
【IPC分類(lèi)】G05B19/414
【公開(kāi)號(hào)】CN204719508
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520344731
【發(fā)明人】張愛(ài)良, 劉慧娟, 馬飛
【申請(qǐng)人】無(wú)錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日