一种双闭环直流电机控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种双闭环直流电机控制电路，属于电机控制领域。本发明专利技术包括不可控整流电路、转速给定及比例积分电路、电流环比例积分电路、电机H桥控制电路、大功率可控硅驱动电路、PWM发生电路；所述转速给定及比例积分电路、电流环比例积分电路、PWM发生电路、大功率可控硅驱动电路、电机H桥控制电路依次连接，不可控整流电路与电机H桥控制电路连接；本发明专利技术通过对电机的转速和电流的采样反馈，利用转速环和电流环双闭环控制电路对直流电机进行控制，大幅度减小了控制芯片的控制难度，双闭环控制降低了能耗的同时提高了控制精度，所以对芯片的运算速度要求也降低了。

【技术实现步骤摘要】
一种双闭环直流电机控制电路
本专利技术涉及一种双闭环直流电机控制电路，属于电机控制领域。
技术介绍
目前，直流电机应用广泛，直流电机是一种能够将电能转换为动能的装置，电机本身可以正转和反转运行，但是需要有控制电路的支持，即具有让电流反向的能力。直流电机在正常工作时，控制芯片需要控制启动速度，即电机达到稳态的时间，控制电机的运行速度，即电机的转速，控制电机的正转与反转，同时还要对电机的运动进行规划。一般情况是采用单闭环控制，单闭环控制能耗大，控制精度不高，对芯片的运算能力要求较高，因此，需要提供一种新的直流电机控制电路。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种双闭环直流电机控制电路，用于大幅度减小控制芯片的控制难度，降低对控制芯片运算速度的需求；本专利技术通过不可控整流电路给直流电机提供直流电压，单刀双掷开关控制直流电机正反转，电位器1、2分别调节直流电机正、反转转速，转速传感器和电流传感器分别采集直流电机转速和电流，再通过比例积分电路运算，得到反馈值控制PWM发生电路6输出的PWM占空比输出，通过FA5650N高边/低边驱动芯片导通IGBT管，使直流电压给直流电机M供电，进而控制直流电机正反转；本专利技术技术方案是：一种双闭环直流电机控制电路，包括不可控整流电路1、转速给定及比例积分电路2、电流环比例积分电路3、电机H桥控制电路4、大功率可控硅驱动电路5、PWM发生电路6；所述转速给定及比例积分电路2、电流环比例积分电路3、PWM发生电路6、大功率可控硅驱动电路5、电机H桥控制电路4依次连接，不可控整流电路1与电机H桥控制电路4连接；所述不可控整流电路1包括接线端子L1、L2、L3、单刀三掷开关Q、二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、电容C1；所述接线端子L1、L2、L3通过单刀三掷开关分别与二极管VD3、VD2、VD1的阳极连接，同时，二极管VD3、VD2、VD1的阳极分别还与二极管VD6、VD5、VD4的阴极连接；二极管VD3、VD2、VD1的阴极和电容C1的正极连接后，通过按键K与电机H桥控制电路4的IGBT管V1的集电极连接；二极管VD6、VD5、VD4的阳极和电容C1的负极连接后，同时与电机H桥控制电路4的IGBT管V3的发射极连接；所述转速给定及比例积分电路2包括电位器1、2、3、4、电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、电容C8、C9、C10、运算放大器A1、转速传感器TG；所述电位器1的一端与电源+15V连接，另一端与电位器2的一端连接后接地，电位器2的另一端与电源-15V连接，电阻R14的一端通过单刀双掷开关Q2分别与电位器1、2的滑动端连接，电阻R14的另一端与电阻R15的一端连接后通过电容C8接地，电阻R15的另一端与运算放大器A1的反向输入端连接；转速传感器TG的一端通过电阻R16与电位器4的一端连接，电位器4的另一端与转速传感器TG的另一端连接后接地；电位器4的滑动端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与电阻R18的一端连接后通过电容C10接地，电阻R18的另一端与运算放大器A1的反向输入端连接；运算放大器A1的同向输入端通过电阻R19接地；运算放大器A1的反向输入端同时连接着电位器3的一端，电位器3的另一端与滑动端连接后通过电容C9与运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端同时连接着电流环比例积分电路3中的电阻R20的一端；所述电流环比例积分电路3包括电阻R20、R21、R22、R23、R24、R25、电位器5、6、电容C11、C12、C13、电流传感器TA、运算放大器A2；所述电阻R20的另一端与电阻R21连接后通过电容C11接地，电阻R21的另一端与运算放大器的反向输入端连接；电流传感器TA的一端通过电阻R22与电位器6的一端连接，电位器6的另一端与电流传感器TA的另一端连接后接地；电位器6的滑动端与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R24的一端连接后通过电容C13接地，电阻R24的另一端与运算放大器A2的反向输入端连接；运算放大器A2的同向输入端通过电阻R25接地；运算放大器A2的反向输入端同时连接着电位器5的一端，电位器5的另一端与滑动端连接后通过电容C12与运算放大器A2的输出端连接，运算放大器A2的输出端同时连接着PWM发生电路6中的TL494固定频率脉宽调制芯片的FB端；所述电机H桥控制电路4包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、稳压管DZ1、DZ2、DZ3、DZ4、IGBT管V1、V2、V3、V4、二极管VD7、VD8、VD9、VD10、电容C2、C3、C4、C5、按键K、电机M；所述电阻R1与按键K并联后一端与不可控整流电路1的输出正端连接，另一端与IGBT管V1的集电极连接，IGBT管V1的栅极同时与电阻R2的一端、电阻R3的一端、稳压管DZ1的阴极连接，电阻R2的另一端与大功率可控硅驱动电路5的FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅰ的HO端连接，电阻R3的另一端、稳压管DZ1的阳极同时与IGBT管V1的发射极连接；电阻R4与电容C2的正极串联后并联在IGBT管V1的集电极和发射极之间；同时IGBT管V1的集电极还与IGBT管V2的集电极连接，IGBT管V1的发射极还与IGBT管V3的集电极、电机M的一端、大功率可控硅驱动电路5的FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅰ的VS端连接；IGBT管V3的栅极同时与电阻R8的一端、电阻R9的一端、稳压管DZ3的阴极连接，电阻R8的另一端与大功率可控硅驱动电路5的FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅰ的LO端连接，电阻R9的另一端、稳压管DZ3的阳极同时与IGBT管V3的发射极连接；电阻R10与电容C4的正极串联后并联在IGBT管V3的集电极和发射极之间；同时IGBT管V3的发射极还与IGBT管V4的发射极连接；IGBT管V2的栅极同时与电阻R7的一端、电阻R6的一端、稳压管DZ2的阴极连接，电阻R7的另一端与大功率可控硅驱动电路5的FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅱ的HO端连接，电阻R6的另一端、稳压管DZ2的阳极同时与IGBT管V2的发射极连接；电阻R5与电容C3的正极串联后并联在IGBT管V2的集电极和发射极之间；同时IGBT管V2的发射极还与IGBT管V4的集电极、电机M的另一端、大功率可控硅驱动电路5的FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅱ的VS端连接；IGBT管V4的栅极同时与电阻R13的一端、电阻R12的一端、稳压管DZ4的阴极连接，电阻R13的另一端与大功率可控硅驱动电路5的FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅱ的LO端连接，电阻R12的另一端、稳压管DZ4的阳极同时与IGBT管V4的发射极连接；电阻R11与电容C5的正极串联后并联在IGBT管V4的集电极和发射极之间；二极管VD7、VD8、VD9、VD10的阴极分别与IGBT管V1、V2、V3、V4的集电极连接，阳极分别与IGBT管V1、V2、V3、V4的发射极连接。所述大功率可控硅驱动电路5包括FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅰ、FA5650N高边/低边驱动芯片Ⅱ、二极管VD11、VD12、电容C6、C7；所述FA5650N高边/低边驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双闭环直流电机控制电路，其特征在于：包括不可控整流电路（1）、转速给定及比例积分电路（2）、电流环比例积分电路（3）、电机H桥控制电路（4）、大功率可控硅驱动电路（5）、PWM发生电路（6）；所述转速给定及比例积分电路（2）、电流环比例积分电路（3）、PWM发生电路（6）、大功率可控硅驱动电路（5）、电机H桥控制电路（4）依次连接，不可控整流电路（1）与电机H桥控制电路（4）连接；所述不可控整流电路（1）包括接线端子L1、L2、L3、单刀三掷开关Q、二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、电容C1；所述接线端子L1、L2、L3通过单刀三掷开关分别与二极管VD3、VD2、VD1的阳极连接，同时，二极管VD3、VD2、VD1的阳极分别还与二极管VD6、VD5、VD4的阴极连接；二极管VD3、VD2、VD1的阴极和电容C1的正极连接后，通过按键K与电机H桥控制电路（4）的IGBT管V1的集电极连接；二极管VD6、VD5、VD4的阳极和电容C1的负极连接后，同时与电机H桥控制电路（4）的IGBT管V3的发射极连接；所述转速给定及比例积分电路（2）包括电位器

【技术特征摘要】
1.一种双闭环直流电机控制电路，其特征在于：包括不可控整流电路（1）、转速给定及比例积分电路（2）、电流环比例积分电路（3）、电机H桥控制电路（4）、大功率可控硅驱动电路（5）、PWM发生电路（6）；所述转速给定及比例积分电路（2）、电流环比例积分电路（3）、PWM发生电路（6）、大功率可控硅驱动电路（5）、电机H桥控制电路（4）依次连接，不可控整流电路（1）与电机H桥控制电路（4）连接；所述不可控整流电路（1）包括接线端子L1、L2、L3、单刀三掷开关Q、二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、电容C1；所述接线端子L1、L2、L3通过单刀三掷开关分别与二极管VD3、VD2、VD1的阳极连接，同时，二极管VD3、VD2、VD1的阳极分别还与二极管VD6、VD5、VD4的阴极连接；二极管VD3、VD2、VD1的阴极和电容C1的正极连接后，通过按键K与电机H桥控制电路（4）的IGBT管V1的集电极连接；二极管VD6、VD5、VD4的阳极和电容C1的负极连接后，同时与电机H桥控制电路（4）的IGBT管V3的发射极连接；所述转速给定及比例积分电路（2）包括电位器1、2、3、4、电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、电容C8、C9、C10、运算放大器A1、转速传感器TG；所述电位器1的一端与电源+15V连接，另一端与电位器2的一端连接后接地，电位器2的另一端与电源-15V连接，电阻R14的一端通过单刀双掷开关Q2分别与电位器1、2的滑动端连接，电阻R14的另一端与电阻R15的一端连接后通过电容C8接地，电阻R15的另一端与运算放大器A1的反向输入端连接；转速传感器TG的一端通过电阻R16与电位器4的一端连接，电位器4的另一端与转速传感器TG的另一端连接后接地；电位器4的滑动端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与电阻R18的一端连接后通过电容C10接地，电阻R18的另一端与运算放大器A1的反向输入端连接；运算放大器A1的同向输入端通过电阻R19接地；运算放大器A1的反向输入端同时连接着电位器3的一端，电位器3的另一端与滑动端连接后通过电容C9与运算放大器A1的输出端连接，运算放大器A1的输出端同时连接着电流环比例积分电路（3）中的电阻R20的一端；所述电流环比例积分电路（3）包括电阻R20、R21、R22、R23、R24、R25、电位器5、6、电容C11、C12、C13、电流传感器TA、运算放大器A2；所述电阻R20的另一端与电阻R21连接后通过电容C11接地，电阻R21的另一端与运算放大器的反向输入端连接；电流传感器TA的一端通过电阻R22与电位器6的一端连接，电位器6的另一端与电流传感器TA的另一端连接后接地；电位器6的滑动端与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R24的一端连接后通过电容C13接地，电阻R24的另一端与运算放大器A2的反向输入端连接；运算放大器A2的同向输入端通过电阻R25接地；运算放大器A2的反向输入端同时连接着电位器5的一端，电位器5的另一端与滑动端连接后通过电容C12与运算放大器A2的输出端连接，运算放大器A2的输出端同时连接着PWM发生电路（6）中的TL494固定频率脉宽调制芯片的FB端；所述电机H桥控制电路（4）包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、稳压管DZ1、DZ2、DZ3、DZ4、IGBT管V1、V2、V3、V4、二极管VD7、VD8、VD9、VD10、电容C2、C3、C4、C5、按键K、电机M；所述电阻R1与按键K并联后一端与不可控整流电路（1）的输出正端连接，另一端与IGBT管V1的集电极连接，IGBT管V1的栅极同时与电阻R2的一端、电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒，谭洁，张国银，赵磊，刘昌昊，陈宝明，母德浪，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53