基于FPGA的单相异步电动机速度控制装置制造方法及图纸

一种基于FPGA的单相异步电动机速度控制装置，它具有对整个装置进行控制的FPGA电路；按键电路，该电路的输出端接FPGA电路；通信电路，该电路与FPGA电路相连；单相电机驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路。本实用新型专利技术采用FPGA电路作为控制电路，具有成本较低、电路简单、调速方式灵活可手动或联网调速的优点，本实用新型专利技术具有多种对外接口，便于与外围设备通信。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动控制
，具体涉及到一种单相异步电动机的控制装置。
技术介绍
单相异步电动机是指用单相交流电源供电的异步电动机。单相异步电动机随处都可见其身影。它广泛用于工业、农业、医疗和家用电器等方面，像电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等。它具有结构简单、成本低廉、噪声小、使用方便、运行可靠等优点。目前，高校也开设单相异步电动机速度控制实验电路，但存在以下不足：控制实现方式单一，采用PLC来实现；调速效果不理想，算法程序实现不容易；扩展性不好，使用不方便；不适合测控专业学生。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服现有单相异步电动机速度控制实验装置的缺点，提供一种设计合理、结构简单、使用方便的基于FPGA的单相异步电动机速度控制装置。解决上述技术问题所采用的技术方案是它具有：对整个装置进行控制的FPGA电路；按键电路，该电路的输出端接FPGA电路；通信电路，该电路与FPGA电路相连；单相电机驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路。本技术的FPGA电路：集成电路U2的53脚接按键SW2的一端、73脚接按键SW1的一端、47脚接晶体振荡器Y1的4脚、54脚和18脚以及72脚和11脚接插座J1的4～1脚，集成电路U2的87脚、70脚、56脚、37脚、20脚、6脚接5V电源，集成电路U2的74脚、51脚、2脚、13脚、30脚、44脚、52脚、63脚、80脚、94脚接地，集成电路U2的23脚接集成电路U5的15脚、3脚接集成电路U5的13脚，集成电路U2的7脚～9脚接集成电路U1的5脚、10脚和12脚以及14脚接集成电路U1的2脚、15脚和17脚以及26脚接集成电路U3的5脚、27脚、16脚、29脚接集成电路U3的2脚、31脚～33脚接集成电路U4的5脚、34脚、96脚、43脚接集成电路U4的2脚，插座J1的1脚接地，晶
体振荡器Y1的1脚接3V电源、3脚接地；集成电路U2的型号为EPF8282ATC100-4，集成电路U1和集成电路U3以及集成电路U4的型号为HK4100F-DC-3V，集成电路U5的型号为SP3223。本技术采用FPGA电路作为控制电路，具有成本较低、电路简单、调速方式灵活可手动或联网调速的优点，本技术具有多种对外接口，便于与外围设备通信。附图说明图1是本技术的电气原理方框图。图2是本技术的电子原理线路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步详细说明，但本技术不限于下述的实施方式。在图1、2中，本实施例的基于FPGA的单相异步电动机速度控制装置由按键电路、FPGA电路、通信电路、单相电机驱动电路连接构成。按键电路的输出端接FPGA电路，通信电路与FPGA电路相连，单相电机驱动电路的输入端接FPGA电路。本实施例的按键电路由按键S1、按键S2、电阻R1、电阻R2连接构成，按键S1的一端接FPGA电路并通过电阻R1接3V电源、按键S2的一端接FPGA电路并通过电阻R2接3V电源，按键S1和按键S2的另一端接地。本实施例的FPGA电路由集成电路U2、晶体振荡器Y1、插座J1连接构成，集成电路U2的型号为EPF8282ATC100-4。集成电路U2的53脚接按键SW2的一端、73脚接按键SW1的一端、47脚接晶体振荡器Y1的4脚、54脚和18脚以及72脚和11脚接插座J1的4～1脚，集成电路U2的87脚、70脚、56脚、37脚、20脚、6脚接5V电源，集成电路U2的74脚、51脚、2脚、13脚、30脚、44脚、52脚、63脚、80脚、94脚接地，集成电路U2的23脚和3脚接通信电路，集成电路U2的7脚～10脚、12脚、14脚、15脚、17脚、26脚、27脚、16脚、29脚、31脚～34脚、96脚、43脚接单相电机驱动电路，插座J1的1脚接地，晶体振荡器Y1的1脚接3V电源、3脚接地。单相电机驱动电路由集成电路U1、集成电路U3、集成电路U4、电机M1连
接构成，集成电路U1和集成电路U3以及集成电路U4的型号为HK4100F-DC-3V。集成电路U1的5脚接集成电路U2的7脚～9脚、2脚接集成电路U2的10脚和12脚以及14脚、1脚和6脚接220V直流电源、4脚接电机M1的一端；集成电路U3的5脚接集成电路U2的15脚和17脚以及26脚、2脚接集成电路U2的27脚和16脚以及29脚、1脚和6脚接220V直流电源、4脚接电机M1的一端；集成电路U4的5脚接集成电路U2的31脚～33脚、2脚接集成电路U2的10脚和12脚以及14脚、1脚和6脚接220V直流电源、4脚接电机M1的一端；电机M1的另一端接地。本实施例的通信电路由集成电路U5、电容C1～C4、插座J2连接构成，集成电路U5的型号为SP3223。集成电路U5的13脚接集成电路U2的3脚、15脚接集成电路U2的23脚、2脚接电容C2的一端、4脚接电容C2的另一端、5脚接电容C4的一端、6脚接电容C4的另一端、3脚接电容C1的一端、7脚接电容C7的一端、14脚和1脚以及18脚接地、19脚和20脚接3V电源、16脚接插座J2的3脚、17脚接插座J2的2脚，电容C1和电容C3的另一端接地，插座J2的1脚接地。本实施例的工作原理如下：系统加电，集成电路U1开始初始化工作从晶体振荡器Y1的引脚4输出时钟信号；其次，进行电路配置工作：3路PWM波的控制逻辑即集成电路U1和集成电路U3以及集成电路U4的控制逻辑；串口通信的读写控制逻辑即集成电路U5的控制逻辑；按键输入的控制逻辑即按键SW1～SW2的控制逻辑。此后，电路开始正常工作。集成电路U1时刻检测按键SW1和按键SW2是否被按下，其中按键SW1按下，表示电动机速度增加，按键SW2按下，表示电动机速度减小；当按键SW1或按键SW2被按下时，执行3路PWM波的控制逻辑，信号从集成电路U2输出，输入到集成电路U1和集成电路U3以及集成电路U4，去控制集成电路U1和集成电路U3以及集成电路U4开关闭合，电机M1动作，与此同时，集成电路U1时刻检测外设是否数据输入，没有，则等待。否则，信号从插座J2的引脚3输入，经过集成电路U1的电平变换，从集成电路U1的引脚15输出，输入到集成电路U2。集成电路U2启动串口通信的读控制逻辑，接收从外设发送来的数据，并对
数据处理，启动3路PWM波的控制逻辑，执行电机M1调速控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的单相异步电动机速度控制装置，其特征在于它具有：对整个装置进行控制的FPGA电路；按键电路，该电路的输出端接FPGA电路；通信电路，该电路与FPGA电路相连；单相电机驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的单相异步电动机速度控制装置，其特征在于它具有：对整个装置进行控制的FPGA电路；按键电路，该电路的输出端接FPGA电路；通信电路，该电路与FPGA电路相连；单相电机驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的单相异步电动机速度控制装置，其特征在于所述的FPGA电路：集成电路U2的53脚接按键SW2的一端、73脚接按键SW1的一端、47脚接晶体振荡器Y1的4脚、54脚和18脚以及72脚和11脚接插座J1的4～1脚，集成电路U2的87脚、70脚、56脚、37脚、20脚、6脚接5V电源，集成电路U2的74脚、51脚、2脚、13脚、30脚、44...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨欣，柴欣，蔺韬，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：新型
国别省市：陕西;61