基於plc控制的步進升壓系統的製作方法

2023-05-26 10:12:36

專利名稱：基於plc控制的步進升壓系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於電工薄膜耐壓測試儀的步進升壓系統，具體地說是一種基於PLC控制的步進升壓系統。
技術背景 電工薄膜耐壓測試儀一般都有O到幾萬伏的電壓輸出，而升壓系統是耐壓測試儀重要組成部分。通行簡便的做法是用步進電機帶動調壓器旋轉，達到改變電壓的目的。目前電工薄膜耐壓測試儀的步進電機控制系統有以下幾種1.由單片機產生脈衝，由專用集成電路構成環形分配器，將輸入的單一脈衝串按工作方式和轉向分別依次向連接到步進電機各相繞組的功率放大電路分配脈衝，以便形成旋轉磁場，經功率放大電路放大，產生足夠的電磁轉矩使步進電機旋轉。而進行耐壓測試時高壓擊穿是一種短路放電過程，極易產生電磁幹擾，單片微型計算機抗幹擾能力差，給精確控制輸出電壓帶來一定難度；2.由可編程邏輯控制器PLC產生CP脈衝給步進電機驅動器，再由步進電機驅動器產生足夠的電磁轉矩使步進電機旋轉，此方法儘管利用了 PLC的抗幹擾特性，但在使用步進電機驅動器時，往往需要較高頻率的脈衝。因此PLC是否能產生高頻脈衝成為能否成功控制步進電機驅動器以及步進電機的關鍵，且步進電機往往要求與之匹配的步進電機驅動器，通用性較差，這給維修帶來一定的不便。3.由可編程邏輯控制器PLC直接控制步進電機旋轉，此方法要求PLC具有更高的實時刷新能力，且PLC本身的輸出埠應該採用大功率電晶體，以滿足步進電機各相繞組脈衝電壓和脈衝電流的驅動要求，普通的電晶體輸出型PLC往往不能滿足要求。
發明內容本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種基於PLC控制的步進升壓系統，不需使用步進電機驅動器，而且對PLC實時刷新能力要求不高，可以降低製造成本。本實用新型採用了以下技術方案包括可編程邏輯控制器PLC、步進電機和調壓器，可編程邏輯控制器PLC輸出端與步進電機繞組之間設有功率放大電路，可編程邏輯控制器PLC輸出端與功率放大電路之間通過光電耦合器電連接。由於PLC與功率放大電路獨立設置，且有光電耦合器隔離，因而不需使用步進電機驅動器，且PLC抗幹擾能力好，可實現精確控制輸出電壓。所述功率放大電路由功放電晶體構成單極性驅動電路，因而可採用普通功放電晶體，可以降低設備成本。本實用新型採用PLC與獨立的功率放大電路匹配，且有光電耦合器隔離，因而不需使用步進電機驅動器，且PLC抗幹擾能力好，可實現精確控制輸出電壓。功放可採用普通功放電晶體，設備成本低。

[0007]圖I為本實用新型電路原理方框圖。圖2為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式由圖I和圖2所示，本實用新型由可編程邏輯控制器PLC、功率放大電路、步進電機M和調壓器構成。本實施例中PLC選用三菱FX1N-24MT-001，步進電機M選用四相步進電機。光電耦合器Tn、T21, T3I> T41分別與電阻R11和R12、R21和R22、R31和R32> R41和R42組成四路光電耦合電路，G11和R13、G21和R23、G31和R33、G41和R43分別組成四路功率放大電路，PLC的輸出端\，Y1, Y2, Y3及其輸出公共端COM分別接功率放大電路輸入接線端子XC1的1，2，3，4及5腳，5腳為電源負端。功率放大電路輸出接線端子XC2的2，3，4，5腳分別接四相步進電機M的A，B, C，D相，I腳接電源正端VCC。PLC的任一輸出端Ytl, Y1, Y2, Y3動作即刻使相應的光電耦合器Tn、T21、T31、T41動作，從而使相應的功放電晶體G11、G21、G31、G41飽和導通，這樣與其相連的步進電機繞組通電。利用PLC的輸出埠 Ytl, Y1, Y2，Y3進行環形脈衝分配，再通過功率放大電路放大，從而控制接到步進電機四相繞組的直流電源的依次通、斷，形成旋轉磁場，使步進電機轉動。使用PLC產生控制步進電機M所需要的各種時序的脈衝，本實施方案四相電機有三種工作方式I.四相單四拍(即PLC的一個輸出端依次動作)正向旋轉Yq-Y1-Y2-Y3-Yq,反向旋轉Y3-Y2-Y1-Ytl-Y3,步距角為I. 8度；2.四相雙四拍(PLC的兩個輸出端依次動作)正向旋轉YqY1-Y1Y2-Y2Y3-Y3Yq-YqY1,反向旋轉 Y3YctY2Y3-Y1Y2-YqY1-Y3Yq,步距角為 I. 8 度；3.四相單八拍(即PLC的一個輸出端和兩個輸出端交替依次動作):正向旋轉Y0Y1-Y1-Y1Y2-Y2-Y2Y3-Y3-YtlY1，反向旋轉 Y3-Y2Y3-Y2-Y1Y2-Y1-YtlY1-Y3,步距角為 O. 9 度。
權利要求1.基於PLC控制的步進升壓系統，包括可編程邏輯控制器PLC、步進電機和調壓器，其特徵是可編程邏輯控制器PLC輸出端與步進電機繞組之間設有功率放大電路，可編程邏輯控制器PLC輸出端與功率放大電路之間通過光電耦合器電連接。
2.根據權利要求I所述的基於PLC控制的步進升壓系統，其特徵是功率放大電路由功放電晶體構成單極性驅動電路。
專利摘要本實用新型涉及一種用於電工薄膜耐壓測試儀的基於PLC控制的步進升壓系統，包括可編程邏輯控制器PLC、步進電機和調壓器，可編程邏輯控制器PLC輸出端與步進電機繞組之間設有功率放大電路，可編程邏輯控制器PLC輸出端與功率放大電路之間通過光電耦合器電連接。本實用新型採用PLC與獨立的功率放大電路匹配，且有光電耦合器隔離，因而不需使用步進電機驅動器，且PLC抗幹擾能力好，可實現精確控制輸出電壓。功放可採用普通功放電晶體，設備成本低。
文檔編號H02P8/22GK202364175SQ20112045013
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者錢立文 申請人:安徽銅峰電子股份有限公司