隔離式電磁調速電動機控制裝置的製作方法
2023-05-22 12:49:51 2
專利名稱：隔離式電磁調速電動機控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種帶有光電藕合線性放大器的電磁調速電動機控制裝置，可使速度給定裝置(例如計算機)與強電部分實現電隔離。
目前國內外使用的電磁調速電動機控制裝置均由速度給定器、速度調節器、移相觸發器、可控矽整流電路、速度負反饋組成，其速度給定部分與其它部分是共地的，沒有實現電隔離。由此帶來了這樣一個問題一旦強電部分(如移相觸發器、可控矽整流電路、電磁調速電動機)出現故障，該部分之高壓極有可能加至速度給定器上，導致速度給定器損壞。在傳統的控制方式中，電磁調速電動機的速度給定信號可由裝在控制箱外面板上的轉速操作電位器產生，也可由箱外其它裝置(如電動組合儀表)產生，詳見上海電器成套廠一九八四年編的「JD1系列電磁調速電動機控制裝置(全國聯合設計)產品使用說明書」。由於上述兩種速度給定器價格便宜，無需作特別保護，故非隔離式控制裝置得到廣泛應用。然而在計算機實時控制系統中，速度給定信號是由計算機提供的，由於非隔離式控制裝置使計算機與強電部分共地，常將強電部分之幹擾帶入計算機，使計算機無法正常工作，一旦強電部分出現故障，極易將高壓帶入計算機而導致計算機損壞。
解決上述問題的方法通常是在計算機的D／A接口板上增加電磁藕合線性放大器，但成本較高，體積較大。另一方法是在計算機與D／A接口板之間的總線上(包括數據總線、地址總線)增加光電藕合器用於數字量隔離，共需十幾隻光電藕合器及相應的元器件，成本較高，結構複雜，計算機主機雖可得到保護，但D／A板仍與強電共地，有被強電損壞的危險。
本實用新型的目的是提供一種隔離式電磁調速電動機控制裝置，使速度給定裝置與強電部分實現光電隔離，從而保證速度給定裝置的安全，且不受來自強電現場的幹擾。
上述目的是這樣實現的在原有的電磁調速電動機控制裝置的速度調節器前增加光電藕合線性放大器，其輸入和輸出部分各由一隻光電藕合器、一隻運算放大器和部分電阻組成；輸入部分電源由計算機電源或其它速度給定器電源提供，速度給定信號與計算機共地；輸出部分電源由控制裝置內穩壓源提供，輸出電壓與輸入電壓不共地，實現了光電隔離；兩隻光電藕合器的輸入端串聯，利用運算放大器的虛地及放大特性，可使光電藕合放大器的傳輸特性為線性。
本實用新型使用元件少，隔離性能好，實測其非線性誤差＜0.5％，可在原有控制裝置上改裝而成，不改變其原有性能指標。
實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖
給出。附圖是根據本實用新型提出的隔離式電磁調速電動機控制裝置電氣原理。
以下結合附圖詳細說明依據本實用新型提出的具體裝置的細節及工作原理。
該裝置由穩壓源、光電藕合線性放大器、給定反饋比較環節、比例微分積分及慣性(PIDT)速度調節器、移相觸發器及可控矽整流電路組成。
GD1、GD2與IC1、IC2及R25～R29一起組成了光電藕合線性放大器，其輸入部分電源＋Vs由計算機電源或其它速度給定器電源提供，速度給定信號Vi與計算機共地。輸出部分電源V＋由控制裝置內穩壓源提供，輸出電壓Vo與輸入電壓Vi不共地，實現了光電隔離。當輸入電壓Vi＝0伏時，調整R27可使輸出電壓Vo＝0伏。GD1、GD2是兩隻特性對稱的光電藕合器，由於兩者的輸入端串聯，故其輸入電流相同，本裝置使其工作於1.1～2.0mA範圍內，以利於減小非線性失真。由光電藕合器的傳輸特性可知，兩者的輸出電流也相同，即I1＝I2(1)由運算放大器的虛地特性可知I2』＝I2－｜V－｜／R28(2)I1』＝I2－Vs／R26(3)取｜±Vs｜＝3｜V±｜，R26＝3R28，將上述各式代入(3)式可得I1』＝I2－3｜V－｜／(3R28)＝I2』(4)由此得光電藕合放大器的電壓增益為Kv＝Vo／Vi＝I2』R29／(I1』R25)＝R29／R25＝9.1／22＝0.41(5)可見一旦兩隻光電藕合器特性對稱，則放大器的傳輸特性為線性，不受光電藕合器非線性的影響，調整R29或R25可改變放大器的電壓增益。
D5～D10、C5～C10及W2～W5、R14～R23組成了速度負反饋及比例微分積分及慣性調節電路。K1為自動－手動切換開關，當K1向左接通時，控制器工作於信號工作狀態，來自計算機的速度給定信號Vi經光電藕合器與速度負反饋信號進行比較，其差值信號被送入速度調節器進行放大及PID調節。IC1為速度調節及移相觸發集成電路。當K1向右接通時，控制器工作於手動工作狀態，調節電位器W1可獲得所需的速度給定信號。K2為自動－手動平衡切換檢測開關。
權利要求隔離式電磁調速電動機控制裝置，該裝置由速度給定器、光電藕合線性放大器、速度調節器、移相觸發器、可控矽整流電路、速度負反饋組成，該裝置的特徵是在速度調節器前有一個光電藉合線性放大器，該放大器由兩隻光電藕合器GD1、GD2和兩隻運算放大器IC2、IC3及電阻R25～R29組成；速度給定電壓Vi從運算放大器IC2的同相端輸入，經隔離後的速度給定電壓Vi′從運算放大器IC3的反相端輸入；運算放大器IC2的電源±Vs由裝置外的電源提供並與速度給定輸入電壓Vi共地，而運算放大器IC3的電源V±由裝置內穩壓源提供並與速度給定輸出電壓Vo共地；兩隻光電藕合器GD1、GD2的輸入端串聯。
專利摘要本實用新型提供了一種隔離式電磁調速電動機控制裝置，該裝置的特點是在速度調節器前增加了光電藕合線性放大器。光電藕合線性放大器的輸入和輸出部分各由一隻光電藕合器、一隻運算放大器和部分電阻組成。輸入部分電源由計算機電源或其它速度給定器電源提供，速度給定信號與計算機共地。輸出部分電源由控制裝置內穩壓源提供，輸出電壓與輸入電壓不共地，實現了光電隔離，且電壓傳輸特性為線性。
文檔編號H02P5/00GK2089672SQ9120352
公開日1991年11月27日 申請日期1991年3月3日 優先權日1991年3月3日
發明者唐敏 申請人:唐敏