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                成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器

                發布時間: 2015-10-17 13:43   3488 次瀏覽

                      直流發電機工作原理  直流發電機的工作原理***是把電樞線圈中感應的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。
                  感應電動勢的方向按右手定則確定(磁感線指向手心,大拇指指向導體運動方向,其他四指的指向***是導體中感應電動勢的方向。)
                  在圖1.1所示瞬間,導體a b 、c d 的感應電動勢方向分別由 b指向 a和由d 指向 c 。這時電刷 A呈正極性,電刷B 呈負極性。
                  圖1.1 直流發電機原理模型
                  當線圈逆時針方向旋轉180°時,這時導體c d 位于N 極下,導體a b 位于S 極下,各導體中電動勢都分別改變了方向。
                  圖1.2 直流發電機原理模型
                  從圖看出,和電刷 A接觸的導體永遠位于 N極下,同樣,和電刷 B接觸的導體永遠位于S 極下。因此,電刷 A始終有正極性,電刷 B始終有負極性,所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動勢。如果電樞上線圈數增多,并按照一定的規律把它們連接起來,可使脈振程度減小,***可獲得直流電動勢。這***是直流發電機的工作原理。
                直流電動機工作原理
                成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器  導體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩,這個力矩在旋轉電機里稱為電磁轉矩,轉矩的方向是逆時針方向,企圖使電樞逆時針方向轉動。如果此電磁轉矩能夠克服電樞上的阻轉矩(例如由摩擦引起的阻轉矩以及其它負載轉矩),電樞***能按逆時針方向旋轉起來。
                  圖1.3 直流電動機的原理模型
                  當電樞轉了180°后,導體 cd轉到 N極下,導體ab轉到S極下時,由于直流電源供給的電流方向不變,仍從電刷 A流入,經導體cd 、ab 后,從電刷B流出。這時導體cd 受力方向變為從右向左,導體ab 受力方向是從左向右,產生的電磁轉矩的方向仍為逆時針方向。
                  圖1.4 直流電動機原理模型
                  因此,電樞一經轉動,由于換向器配合電刷對電流的換向作用,直流電流交替地由導體 ab和cd 流入,使線圈邊只要處于N 極下,其中通過電流的方向總是由電刷A 流入的方向,而在S 極下時,總是從電刷 B流出的方向。這*********了每個極下線圈邊中的電流始終是一個方向,從而形成一種方向不變的轉矩,使電動機能連續地旋轉。這***是直流電動機的工作原理。

                控制器設計
                1 引 言
                成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器  隨著人們生活水平的提高,產品質量、精度、性能、自動化程度、功能以及功耗、******問題已經是選擇家用電器的主要因素。永磁無刷直流電機既具有交流伺服電機的結構簡單、 運行******、維護方便等優點,又具備直流伺服電機那樣良好的調速特性而無機械式換向器,現已廣泛應用于各種調速驅動場合。MOTOROLA ******代電機控制專用芯片的出現,給永磁無刷直流電機調速裝置的設計帶來了極大的便利。這些芯片控制功能強,保護功能完善,工作性能穩定,組成的系統所需外圍電路簡單,抗干擾能力強,特別適用于工作環境惡劣,對控制器體積,******性能比要求較高的場合。
                2 控制器結構與原理  2.1 控制器結構
                成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器
                  MC33035 是 MOTORLORA 公司研制的******代無刷直流電機控制專用集成電路,加上1片 MC3309 電子測速器將無刷直流電動機的轉子位置信號進行 F/V 轉換,形成轉速反饋信號,即可構成轉速閉環調節系統。外接 6 個功率開關器件組成三相逆變器,***可驅動三相永磁無刷直流電機,控制器電路構成,如圖 1 所示,圖中 S1 控制電機轉向,S2 控制系統起停,S3 選擇系統開環或閉環運行,S4 控制系統制動,S5 選擇轉
                  子位置檢測信號為 60°或 120°方式,S6 控制系統的復位。電位器 RP1 用以設定所需電機轉速,發光二板管 L1 用作故障
                  指示,當出現不正常的位置檢測信號、主電路過流、3種欠電壓之一(芯片電壓低于9.1V,驅動電路電壓低于9.1V,基準電壓低于4.5V)、芯片內部過熱、起停端低電平時,L1發光報警,同時自動封鎖系統。故障排除后,經系統復位才能恢復正常工作。 成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器
                  2.2 控制原理
                  從電機轉子位置檢測器送來的三相位置檢測信號(SA,SB,SC)一方面送入 ) MC33035,經芯片內部譯碼電路結合正反轉控制端、起??刂贫?、制動控制端、電流檢測端等控制邏輯信號狀態,經過運算后,產生逆變器三相上、下橋臂開關器件的6路原始控制信號,其中,三相下橋開關信號還要按無刷直流電機調速機理進行脈寬調制處理。處理后的三相下橋 PWM 控制信號 (Ar ,Br, Cr)經過驅動電路整形、放大后,施加到逆變器的6個開關管上,使其產生出供電機正常運行所需的三相方波交流電流。
                  另一方面,轉子位置檢測信號還送入 MC33039 經 F/V轉換,得到一個頻率與電機轉速成正比的脈沖信號FB。FB 通過簡單的 阻容網絡濾波后形成轉速反饋信號,利用 MC33035 中的誤差放大器即可構成一個簡單的P調節器,實現電機轉速的閉環控制,以提高電機的機械特性硬度。實際應用中,還可外接各種 PI, PD,調節電路以實現更為復雜的閉環調節控制。
                3 芯片功能  3.1 MC33035 結構組成及功能
                  其主要組成部分包括:
                 ?。?1 )轉子位置傳感器譯碼電路;
                 ?。?2 )帶溫度補償的內部基準電源;
                 ?。?3 )頻率可設定的鋸齒波振蕩器;
                 ?。?4 )誤差放大器;
                 ?。?5)脈寬調制(PWM)比較器;
                 ?。?6 )輸出驅動電路;
                 ?。?7 )欠電壓封鎖保護芯片過熱保護等故障輸出;
                 ?。?8 )限流電路。
                  該集成電路的典型控制功能包括 PWM 開環速度控制,使能控制(起動或停止),正反轉控制和能耗制動控制,適當加上一些外圍元件,可實現軟起動。
                  3.1.1 轉子位置傳感器譯碼電路
                  該譯碼電路將電動機的轉子位置傳感器信號轉換成六路驅動輸出信號,三路上側驅動輸出和三路下側驅動輸出。它適合于集電極開路的霍爾集成電路或光耦合電路等傳感器。輸入端腳 4、5、6 都設有提升電阻,輸入電路分 TTL 電路電平兼容,門檻電壓為2.2V。該集成電路適用于傳感器相位差為,60°、120°、240°、300° 四種情況的三相無刷電動機。由于 3 個輸入邏輯信號,可有 8 種邏輯組合。其中 6 種正常狀態決定了電動機 , 個不同位置狀態。其余 2 種組合對應于位置傳感不正常狀態,即 3 個信號線開路或對地短路狀態,此時腳 14 將輸出故障信號(低電平)。
                  用腳 3 邏輯電平來確定電動機轉向。當腳 3 邏輯狀態改變時,傳感器信號在譯碼器內將原來的邏輯狀態改變成非,再經譯碼后,得到反相序的換向輸出,使電動機反轉。電動機的起??刂朴赡_ 7 使能端來實現。當腳 7 懸空時,內部有電流源使驅動輸出電路正常工作。若腳 7 接地,3 個上側驅動輸出開路(1 狀態),3 個下側驅動輸出強制為低電平( 0 狀態),使電動機失去激勵而停車,同時故障信號輸出為零。成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器
                  當加到腳 23 上的制動信號為高電平時,電動機進行制動操作。它使 3 個上側驅動輸出開路,下側 3 個驅動輸出為高電平,外接逆變橋下側 3 個功率開關導通,使電動機 3 個繞組端對地短接,實現能耗制動。芯片內設一個四與門電路,其輸入端是腳 23 的制動信號和上側驅動輸出 3 個信號,它的作用是等待 3 個上側驅動輸出確實已轉變為高電平狀態后,才允許 3 個下側驅動輸出變為高電平狀態,從而避免逆變橋上下開關出現同時導通的危險,其控制真值表,如表1示。
                  3.1.2 誤差放大器
                  該芯片內設有高性能,全補償的誤差放大器。在閉環速度控制時,該放大器的直流電壓增益為 80dB ,增益帶寬為 0.6MHz,輸入共模電壓范圍從地到 VREF(典型值為 6.25V ),可得到良好性能。作開環速度控制時,可將此放大器改接成增益為 1 的電壓跟隨器,即速度設定電壓從其同相輸入端腳 11輸入。腳 12~13 短接。
                  3.1.3 脈寬調制器
                  除非由于過電流或故障狀態使 6 個驅動輸出調閉鎖,在正常情況下,誤差放大器輸出與振蕩器輸出鋸齒波信號比較后,產生脈寬調制( PWM )信號,控制 3 個下側驅動輸出。改變輸出脈沖寬度,相當于改變供給電動機繞組的平均電壓,從而控制其轉速和轉矩。脈寬調制時序圖,如圖 3 示。
                  3.1.4 電流限制
                  外接逆變橋經一電阻 Rs 接地作電流采樣。采樣電壓由腳 9 和腳 15 輸入至電流檢測比較器。比較器反相輸入端設置有 100mV 基準電壓,作為電流限流基準。在振蕩器鋸齒波上升時間內,若電流過大,此比較器翻轉,使下 Rs 觸發器重置,將驅動輸出關閉,以限制電流繼續增大。在鋸齒波下降時間,重新將觸發器置位,使驅動輸出開通。利用這樣的逐個周期電流比較,實現了限流,若允許******電流為 Imax ,則采樣電阻按下式選擇:
                  Rs = 0.1/ Imax為了避免由換相尖峰脈沖引起電流檢測誤動作,在腳 9 輸入前可設置 RC 低通濾波器。
                  3.2 MC33039電子測速器
                  MC33039是為無刷直流電動機閉環速度控制專門設計的集成電路,系統不必使用高價的電磁式或光電測速機,***可實現******調速控制。它直接利用三相無刷直流電動機轉子位置傳感器 3 個輸出信號,經 F / V 變換成正比于電動機轉速的電壓。
                  從 MC33039 結構圖圖 4 可知,腳 1 、 2、 3 接收位置傳感器 3 個信號,經有滯后的緩沖電路,以抑制輸入噪聲。經“或”運算得到相當于電動機每對極下 6 個脈沖的信號。再經有外接定時元件 CT 和 Rr 的單穩態電路,從腳 5 輸出的 fout 信號的

                  占空比與電動機轉速有關,其直流分量與轉速成正比,此信號在外接低通濾波器處理后,即可得到與轉速成正比的測速電壓。三相電動機中應用時的波形圖中,fout是腳5輸出,Vout,(AVG)表示它的平均值,即直流分量。
                公司主營:
                成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器;成都減速馬達;直流減速電機;臺灣成鋼電機;單相無級調速電動機;成都聯軸器;可逆減速電動機;精密減速電動機;交流伺服電動機;分馬力電動機;反應式步進電動機;混合式步進電動機;成都萬興電機;成都至寶電機;成都東煒庭電機;成都直流測速發電機;北京微特微電機;成都聯宜電機;成都金維達電機

                 
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