一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，包括用于檢測(cè)物料偏移信號(hào)的傳感器、用于接收傳感器輸出電流信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電流轉(zhuǎn)電壓電路、用于接收電流轉(zhuǎn)電壓電路輸出電壓信號(hào)的平衡調(diào)節(jié)電路、用于接收平衡調(diào)節(jié)電路輸出的電壓信號(hào)的增益調(diào)節(jié)電路、用于接收增益調(diào)節(jié)電路輸出的物料偏移電壓信號(hào)并通過無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)的控制器，控制器輸入端接有霍爾開關(guān)，霍爾開關(guān)與無刷直流電機(jī)相接，無刷直流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器相接，控制器輸入端接有電流采樣電路；控制器輸入端接有用于當(dāng)驅(qū)動(dòng)器超過量程時(shí)被觸發(fā)而使無刷直流電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的限位開關(guān)。該糾偏控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，控制效率高，安全可靠。
【專利說明】一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于糾偏控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵、紡織、印刷、標(biāo)簽、貼標(biāo)、造紙、塑料薄膜、橡膠輪胎等卷材生產(chǎn)行業(yè)中，在生產(chǎn)過程中，卷材在進(jìn)行噴涂、印刷、沖切、層合、分切或其他需要卷繞的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，卷材的邊緣始終要在允許偏差內(nèi)保持整齊一致，卷材邊緣一旦沒有對(duì)齊，偏移基準(zhǔn)位置超出允許值就會(huì)引起后續(xù)的過程出錯(cuò)，導(dǎo)致材料浪費(fèi)或停工，因此在處理加工卷材的時(shí)候，需要對(duì)卷材的邊緣進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，使整個(gè)卷材的邊緣能夠在一致保持預(yù)定位置內(nèi)，這個(gè)調(diào)整卷材邊緣位置的過程就稱之為糾偏?，F(xiàn)代意義的糾偏涉及甚廣，在包裝，印刷，標(biāo)簽，建筑材料，紙漿，生活用紙，金屬加工，無紡布等行業(yè)都是必不可少的。一個(gè)完整的糾偏控制系統(tǒng)它由三大單元組成:對(duì)卷材邊緣偏差值獲取的糾偏傳感器單元，完成系統(tǒng)調(diào)控的控制器單元，執(zhí)行控制器糾偏指令，推動(dòng)卷材回到基準(zhǔn)位置的糾偏執(zhí)行機(jī)構(gòu)。糾偏系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器作為糾偏系統(tǒng)的重要組成部分，電機(jī)選取的不同對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的精度、效率都有很大的影響。一般的糾偏系統(tǒng)多采用直流電機(jī)或者交流異步電機(jī)來作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一些對(duì)糾偏精度和速度要求高的機(jī)器上，會(huì)采用能夠精密控制的伺服電機(jī)。出于對(duì)性能和成本的問題思考，人們開始尋找性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的電機(jī)，以設(shè)計(jì)出性價(jià)比高的糾偏控制系統(tǒng)，在這個(gè)背景下以直流無刷電機(jī)為糾偏執(zhí)行機(jī)構(gòu)的糾偏控制系統(tǒng)開始逐漸出現(xiàn)在市場(chǎng)上。直流無刷電機(jī)作為一種新型無極變速電機(jī)，由于其優(yōu)越的性能越來越受到人們的關(guān)注。直流無刷電機(jī)擁有和直流電機(jī)一樣良好的調(diào)速性能，它采用電子換向器，沒有電刷的限制，所以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需經(jīng)常維護(hù)，其高效率和低發(fā)熱量的特性，使它非常適合使用在需連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作的環(huán)境中。在糾偏控制系統(tǒng)中使用直流無刷電機(jī)作為系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、高效率穩(wěn)定的控制。近幾年國(guó)內(nèi)的糾偏市場(chǎng)需求變大，許多小的卷材生產(chǎn)廠家無法承擔(dān)高價(jià)的進(jìn)口糾偏控制系統(tǒng)，因此國(guó)內(nèi)對(duì)高性能、低成本的糾偏控制系統(tǒng)有很大的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)。該糾偏控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，控制效率高，安全可靠，無需經(jīng)常維護(hù)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:包括用于檢測(cè)物料偏移信號(hào)并轉(zhuǎn)換為4mA?20mA模擬量的傳感器、用于接收所述傳感器輸出的電流信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電流轉(zhuǎn)電壓電路、用于接收所述電流轉(zhuǎn)電壓電路輸出的電壓信號(hào)并進(jìn)行調(diào)平衡處理的平衡調(diào)節(jié)電路、用于接收所述平衡調(diào)節(jié)電路輸出的電壓信號(hào)并進(jìn)行放大處理的增益調(diào)節(jié)電路、用于接收增益調(diào)節(jié)電路輸出的物料偏移電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理后通過無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)的控制器，所述傳感器與電流轉(zhuǎn)電壓電路的輸入端相接，所述電流轉(zhuǎn)電壓電路的輸出端與平衡調(diào)節(jié)電路的輸入端相接，所述平衡調(diào)節(jié)電路的輸出端與增益調(diào)節(jié)電路的輸入端相接，所述增益調(diào)節(jié)電路的輸出端與控制器的輸入端相接，所述控制器的輸出端與無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相接，所述控制器的輸入端接有霍爾開關(guān)以通過所述霍爾開關(guān)的狀態(tài)來使能相應(yīng)的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述霍爾開關(guān)與無刷直流電機(jī)相接，所述無刷直流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器相接，所述控制器的輸入端接有用于將流經(jīng)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸送給控制器的電流采樣電路，所述控制器通過電流采樣電路輸出的采樣電壓信號(hào)對(duì)無刷直流電機(jī)的速度進(jìn)行PID調(diào)節(jié)和對(duì)無刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；所述控制器的輸入端接有用于當(dāng)驅(qū)動(dòng)器超過量程時(shí)被觸發(fā)進(jìn)而使無刷直流電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的限位開關(guān)。
[0005]上述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的輸出端接有用來顯示物料的偏移量的顯示模塊。
[0006]上述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的輸出端接有用于發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)的聲光報(bào)警模塊。
[0007]上述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的輸入端接有用于設(shè)置糾偏系統(tǒng)參數(shù)的按鍵模塊。
[0008]上述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器采用dsPIC30F5016 控制器。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:包括電源模塊、傳感器、控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、無刷直流電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、霍爾開關(guān)、按鍵模塊、顯示模塊、限位開關(guān)、聲光報(bào)警模塊、電流采樣模塊。
[0011]2、本實(shí)用新型干擾能力強(qiáng)傳輸距離遠(yuǎn):通過4到20ma來傳輸模擬量。
[0012]3、本實(shí)用新型效率高:通過無刷電機(jī)來驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器使系統(tǒng)的效率大為提高。
[0013]4、本實(shí)用新型安全可靠:系統(tǒng)對(duì)無刷直流電機(jī)具有過流保護(hù)功能。
[0014]5、本實(shí)用新型無需經(jīng)常維護(hù):因?yàn)闊o刷電機(jī)無電刷所以系統(tǒng)不需要經(jīng)常維護(hù)。
[0015]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:
[0018]I一傳感器；2—電流轉(zhuǎn)電壓電路；3—平衡調(diào)節(jié)電路；
[0019]4 一增益調(diào)節(jié)電路；5—限位開關(guān)；6—電流采樣電路；
[0020]7一按鍵模塊；8—控制器；9一顯不模塊；
[0021]10 一無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；11 一無刷直流電機(jī)；12—霍爾開關(guān)；
[0022]13—聲光報(bào)警模塊；14一驅(qū)動(dòng)器。

【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，包括用于檢測(cè)物料偏移信號(hào)并轉(zhuǎn)換為4mA?20mA模擬量的傳感器1、用于接收所述傳感器I輸出的電流信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電流轉(zhuǎn)電壓電路2、用于接收所述電流轉(zhuǎn)電壓電路2輸出的電壓信號(hào)并進(jìn)行調(diào)平衡處理的平衡調(diào)節(jié)電路3、用于接收所述平衡調(diào)節(jié)電路3輸出的電壓信號(hào)并進(jìn)行放大處理的增益調(diào)節(jié)電路4、用于接收增益調(diào)節(jié)電路4輸出的物料偏移電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理后通過無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10來驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)11的控制器8，所述傳感器I與電流轉(zhuǎn)電壓電路2的輸入端相接，所述電流轉(zhuǎn)電壓電路2的輸出端與平衡調(diào)節(jié)電路3的輸入端相接，所述平衡調(diào)節(jié)電路3的輸出端與增益調(diào)節(jié)電路4的輸入端相接，所述增益調(diào)節(jié)電路4的輸出端與控制器8的輸入端相接，所述控制器8的輸出端與無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10相接，所述控制器8的輸入端接有霍爾開關(guān)12以通過所述霍爾開關(guān)12的狀態(tài)來使能相應(yīng)的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10，所述霍爾開關(guān)12與無刷直流電機(jī)11相接，所述無刷直流電機(jī)11與驅(qū)動(dòng)器14相接，所述控制器8的輸入端接有用于將流經(jīng)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10的電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸送給控制器8的電流采樣電路6，所述控制器8通過電流采樣電路6輸出的采樣電壓信號(hào)對(duì)無刷直流電機(jī)11的速度進(jìn)行PID調(diào)節(jié)和對(duì)無刷直流電機(jī)11實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；所述控制器8的輸入端接有用于當(dāng)驅(qū)動(dòng)器14超過量程時(shí)被觸發(fā)進(jìn)而使無刷直流電機(jī)11停止運(yùn)轉(zhuǎn)的限位開關(guān)5。
[0024]本實(shí)施例中，所述控制器8的輸出端接有用來顯示物料的偏移量的顯示模塊9。所述控制器8的輸出端接有用于發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)的聲光報(bào)警模塊13。所述控制器8的輸入端接有用于設(shè)置糾偏系統(tǒng)參數(shù)的按鍵模塊7。所述控制器8采用dsPIC30F5016控制器。
[0025]本實(shí)施例中，控制器8將物料偏移信號(hào)處理后通過無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10來驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)11，無刷直流電機(jī)11帶動(dòng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器14最終使物料盡可能的沒有偏差?？刂破?通過霍爾開關(guān)12的狀態(tài)來使能相應(yīng)的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10，按鍵模塊7用來對(duì)驅(qū)動(dòng)器14進(jìn)行相關(guān)操作和設(shè)置糾偏系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，顯示模塊9用來顯示物料的偏移量和設(shè)置的相關(guān)參數(shù)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器14超過量程時(shí)限位開關(guān)5被觸發(fā)，無刷直流電機(jī)11停止運(yùn)轉(zhuǎn)，聲光報(bào)警模塊13發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。流經(jīng)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10的電流通過電流采樣電路6轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。控制器8通過采樣電壓信號(hào)對(duì)無刷直流電機(jī)11速度進(jìn)行PID調(diào)節(jié)和對(duì)無刷直流電機(jī)11實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。
[0026]本實(shí)用新型的工作過程是:按控制器8中心模式按鍵，使驅(qū)動(dòng)器14移動(dòng)到中心停止位置。調(diào)節(jié)傳感器I支架，把傳感器I移動(dòng)到其中心標(biāo)志線對(duì)準(zhǔn)卷材或圖案的邊緣位置。或?qū)⑺櫟倪厡?duì)準(zhǔn)光斑1/2位置。如果是用反射式傳感器跟蹤印刷線時(shí)，請(qǐng)將光斑的1/3對(duì)到印刷線上即可，另外的2/3的光斑對(duì)到底色上面。將控制器8靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕順時(shí)針調(diào)至最大。調(diào)節(jié)控制器8平衡旋鈕，把平衡表的指示燈調(diào)到中心位置(綠燈亮)。如果平衡不好調(diào)的話可適當(dāng)?shù)陌鸯`敏度調(diào)低一點(diǎn)。轉(zhuǎn)到自動(dòng)，確認(rèn)控制方向是否正確(必要時(shí)切換正/反)。在物料無偏移的情況下要求驅(qū)動(dòng)器14無抖動(dòng)或有微小抖動(dòng)。如一直抖動(dòng)可逆時(shí)針調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，保證在物料沒有偏移時(shí)驅(qū)動(dòng)器14靜止不動(dòng)。拉動(dòng)一點(diǎn)卷料的位置，如果出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器14來回振動(dòng)，可將控制器8的靈敏度減小，當(dāng)控制精度較差時(shí)則可提高靈敏度。
[0027]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:包括用于檢測(cè)物料偏移信號(hào)并轉(zhuǎn)換為4^?20^模擬量的傳感器(1)、用于接收所述傳感器(1)輸出的電流信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電流轉(zhuǎn)電壓電路(2^用于接收所述電流轉(zhuǎn)電壓電路⑵輸出的電壓信號(hào)并進(jìn)行調(diào)平衡處理的平衡調(diào)節(jié)電路(3^用于接收所述平衡調(diào)節(jié)電路(3)輸出的電壓信號(hào)并進(jìn)行放大處理的增益調(diào)節(jié)電路(4)、用于接收增益調(diào)節(jié)電路(4)輸出的物料偏移電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理后通過無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(10)來驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)(11)的控制器(8)，所述傳感器⑴與電流轉(zhuǎn)電壓電路⑵的輸入端相接，所述電流轉(zhuǎn)電壓電路⑵的輸出端與平衡調(diào)節(jié)電路(3)的輸入端相接，所述平衡調(diào)節(jié)電路(3)的輸出端與增益調(diào)節(jié)電路(4)的輸入端相接，所述增益調(diào)節(jié)電路⑷的輸出端與控制器⑶的輸入端相接，所述控制器⑶的輸出端與無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(10)相接，所述控制器(8)的輸入端接有霍爾開關(guān)(12)以通過所述霍爾開關(guān)(12)的狀態(tài)來使能相應(yīng)的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(10),所述霍爾開關(guān)(12)與無刷直流電機(jī)(11)相接，所述無刷直流電機(jī)(11)與驅(qū)動(dòng)器(14)相接，所述控制器⑶的輸入端接有用于將流經(jīng)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(10)的電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸送給控制器(8)的電流采樣電路出)，所述控制器(8)通過電流采樣電路(6)輸出的采樣電壓信號(hào)對(duì)無刷直流電機(jī)(11)的速度進(jìn)行？10調(diào)節(jié)和對(duì)無刷直流電機(jī)(11)實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；所述控制器(8)的輸入端接有用于當(dāng)驅(qū)動(dòng)器(14)超過量程時(shí)被觸發(fā)進(jìn)而使無刷直流電機(jī)(11)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的限位開關(guān)⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(8)的輸出端接有用來顯示物料的偏移量的顯示模塊(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(8)的輸出端接有用于發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)的聲光報(bào)警模塊(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(8)的輸入端接有用于設(shè)置糾偏系統(tǒng)參數(shù)的按鍵模塊(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的糾偏控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(8)采用018？1030？5016控制器。
【文檔編號(hào)】H02P6/00GK204244121SQ201420712935
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】楊曉方 申請(qǐng)人:陜西亞泰電器科技有限公司