專利名稱：可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域中的可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速裝置。
目前，在可逆式調(diào)速系統(tǒng)中，整流子式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)獲得了廣泛的應(yīng)用，但直流測(cè)速發(fā)電機(jī)仍存在著許多缺點(diǎn)。如結(jié)構(gòu)復(fù)雜；制作困難。炭刷和換向器間的接觸電阻不是常數(shù)，使輸出特性不穩(wěn)定。測(cè)速精度不高；有火花干擾和噪聲。摩擦力矩大，特別是在空氣非常稀薄的使用場(chǎng)合，炭刷磨損非?？?，使用壽命甚短，有的甚至短到只有400小時(shí)，另外，由于存在電樞反應(yīng)和溫度變化的影響，在負(fù)載電阻小和轉(zhuǎn)速很高的情況下，輸出電壓和轉(zhuǎn)速之間為非線性關(guān)系，誤差很大。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓波動(dòng)率大，一般為10％以上。
直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)都存在著發(fā)電機(jī)同原動(dòng)力電動(dòng)機(jī)的連接問(wèn)題。若是一臺(tái)大功率的電動(dòng)機(jī)同一個(gè)小型發(fā)電機(jī)進(jìn)行鋼性連接，在某些使用場(chǎng)合，電動(dòng)機(jī)快速起動(dòng)、快速制動(dòng)，不停的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，測(cè)速發(fā)電機(jī)極易被損壞，有的甚至直接損壞到測(cè)速發(fā)電機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便，測(cè)速誤差小，精度高，輸出電壓穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)的可逆式無(wú)觸點(diǎn)的電子直流測(cè)速裝置。
本實(shí)用新型的目的可通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到一種可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，包括電源7、其特殊之處在于傳感器2分別與運(yùn)動(dòng)方向判別器3和D／A轉(zhuǎn)換器5相接，所述運(yùn)動(dòng)方向判別器3的輸出與輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4相接，所述D／A轉(zhuǎn)換器5的輸出經(jīng)放大裝置6與輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4相接。
本實(shí)用新型的傳感器2可由霍爾元件H1、H2和一個(gè)等距地固定有至少12個(gè)磁鋼的圓盤8組成；所述運(yùn)動(dòng)方向判別器3由反向器IC1～I(xiàn)C2、D觸發(fā)器IC3、三極管BG1～BG2構(gòu)成的射極跟隨器組成。
本實(shí)用新型的輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4可由三極管BG3～BG4構(gòu)成的差動(dòng)放大電路組成；所述D／A轉(zhuǎn)換器5由集成塊IC4構(gòu)成。
本實(shí)用新型的放大裝置6可由直流電壓放大器、輸出功率放大器和反饋電阻W4組成，所述直流電壓放大器由集成運(yùn)算放大器IC5～I(xiàn)C6組成；所述輸出功率放大器由三極管BG5～BG6組成。
本實(shí)用新型的附圖圖面說(shuō)明如下

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路原理圖。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的傳感器2采用的是新型的霍爾元件，用磁場(chǎng)觸發(fā)其工作，即可無(wú)觸點(diǎn)地產(chǎn)生電壓信號(hào)。具體可把12個(gè)磁鋼等距地封裝在一個(gè)圓盤8上，采用的磁鋼越多，磁鋼的間距越小，產(chǎn)生的信號(hào)越精確，但磁鋼間距不得小于18mm，否則影響信號(hào)分辨，將圓盤8直接或間接地連接在電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)體1的輸出軸上，使其同步運(yùn)轉(zhuǎn)，兩塊霍爾元件H1、H2并排著安裝在靠近圓盤8的一個(gè)固定位置上，并與圓盤8上12個(gè)磁鋼構(gòu)成的圓的軌跡相垂直。圓盤8每旋轉(zhuǎn)一周，其中一個(gè)霍爾元件就分別被12個(gè)磁鋼各觸發(fā)一次，輸出12個(gè)脈沖信號(hào)?；魻栯娐芳磦鞲衅?在單位時(shí)間內(nèi)輸出的脈沖個(gè)數(shù)與轉(zhuǎn)速成正比，檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)量即可測(cè)出轉(zhuǎn)速。D／A轉(zhuǎn)換器5將單位時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系的直流電壓，再經(jīng)放大裝置6送入輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4。運(yùn)動(dòng)方向判別器3是利用兩個(gè)霍爾元件各自輸出的脈沖信號(hào)分別去觸發(fā)一個(gè)D觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)體1正轉(zhuǎn)輸出正極性直流電壓，反之輸出負(fù)極性直流電壓。
參見(jiàn)圖2，傳感器2采用可靠性及頻率響應(yīng)高、使用壽命長(zhǎng)、無(wú)觸點(diǎn)的VGS312T／V型霍爾元件H1～H2，可在－40℃～＋125℃溫度下正常工作，電阻R1～R2為負(fù)載電阻，采用釤鈷磁鋼作觸發(fā)，當(dāng)磁鋼靠近霍爾元件H1時(shí)，其1.3兩點(diǎn)間的電壓為零，反之遠(yuǎn)離時(shí)電壓為Vc，霍爾元件H2的情形相同。當(dāng)電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)體1帶動(dòng)圓盤8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鋼每經(jīng)過(guò)一次，霍爾元件就產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)體1轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生12個(gè)脈沖。傳感器2將不同速度情況下的脈沖送至D／A轉(zhuǎn)換器5中，轉(zhuǎn)速越高，輸出脈沖個(gè)數(shù)越多。D／A轉(zhuǎn)換器5中的集成塊IC4采用QD451模塊，為減少紋波電壓，在QD451模塊的相加點(diǎn)與輸出端之間接有一外接電容C7。通過(guò)可變電阻W2、W3，可使QD451模塊調(diào)整到最佳工作狀態(tài)。放大器6由集成運(yùn)算放大器IC5、IC6作直流電壓放大，集成運(yùn)算放大器IC5、IC6均采用F007B，第一級(jí)IC5作倒相兼放大，第二極IC6帶擴(kuò)展，可提高帶負(fù)載能力，即帶功率放大，調(diào)節(jié)可變電阻W4，可使運(yùn)算放發(fā)器IC6的放大倍數(shù)在電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速時(shí)，不至進(jìn)入飽和狀態(tài)。采用三極管BG5、BG6對(duì)輸出功率進(jìn)行放大。運(yùn)動(dòng)方向判別器3用來(lái)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)方向進(jìn)行判別，其由反向器IC1、IC2，D觸發(fā)器IC3，三極管BG1、BG2構(gòu)成的射極跟隨器組成。反向器IC1和IC2均采用1／6CC4069；D觸發(fā)器IC3采用1／2CC4013。輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4采用差動(dòng)放大電路，由三極管BG3、BG4構(gòu)成，其基極分別由運(yùn)動(dòng)方向判別器3中D觸發(fā)器CC4013的輸出Q、Q來(lái)控制，如電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)Q端輸出高電平，Q輸出低電平，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，Q端輸出高電平，Q端輸出低電平。由功率放大器BG5輸出的直流經(jīng)電阻R3、R4分別送至三極管BG3、BG4的集電極，若三極管BG3導(dǎo)通，則三極管BG3的集電極接近地電位，因三極管BG4截止，故三極管BG4的集電極是高電位，這樣，在三極管BG3、BG4的集電極間形成電位差。反之，三極管BG4導(dǎo)通，三極管BG3截止，電位差極性與前相反。電阻Rf為本實(shí)用新型的等效負(fù)載電阻，當(dāng)三極管BG3導(dǎo)通，三極管BG4截止時(shí)，負(fù)載電阻Rf兩端產(chǎn)生一個(gè)上正下負(fù)的電壓信號(hào)，反之三極管BG4導(dǎo)通，三極管BG3截止，負(fù)載電阻Rf兩端產(chǎn)生一個(gè)上負(fù)下正的電壓信號(hào)。本實(shí)用新型的電源7由變壓器B、橋式整流電路D1～D2、穩(wěn)壓管Wy1～Wy4及電容C1～C6等構(gòu)成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、輸出電壓線性度高，因?yàn)闆](méi)有觸點(diǎn)，輸出電壓很穩(wěn)定。
2、輸出波紋電壓小，使用壽命長(zhǎng)。
3、電動(dòng)機(jī)或施轉(zhuǎn)體在轉(zhuǎn)速很高的情況下輸出的電壓和轉(zhuǎn)速仍是線性關(guān)系。
4、成本低，安裝簡(jiǎn)單方便、維護(hù)修理更便利。
5、使用范圍廣泛，只要是在自動(dòng)控制領(lǐng)域都可以得到合理的應(yīng)用?？稍诃h(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合下使用。
6、反應(yīng)速度快，不象整流子式測(cè)速發(fā)電機(jī)有一定的反轉(zhuǎn)空回，克服了整流子式測(cè)速發(fā)電機(jī)的種種缺點(diǎn)。
7、抗干擾性強(qiáng)，測(cè)速精度高。
權(quán)利要求1.一種可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，包括電源7、其特征在于傳感器2分別與運(yùn)動(dòng)方向判別器3和D/A轉(zhuǎn)換器5相接，所述運(yùn)動(dòng)方向判別器3的輸出與輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4相接，所述D/A轉(zhuǎn)換器5的輸出經(jīng)放大裝置6與輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4相接。
2.如權(quán)利要求1所述的可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，其特征在于所述傳感器2由霍爾元件H1、H2和一個(gè)等距地固定有至少12個(gè)磁鋼的圓盤8組成；所述運(yùn)動(dòng)方向判別器3由反向器IC1～I(xiàn)C2、D觸發(fā)器IC3、三極管BG1～BG2構(gòu)成的射極跟隨器組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，其特征在于所述輸出極性選擇開(kāi)關(guān)4由三極管BG3～BG4構(gòu)成的差動(dòng)放大電路組成；所述D／A轉(zhuǎn)換器5由集成塊IC4構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、其特征在于所述放大裝置6由直流電壓放大器、輸出功率放大器和反饋電阻W4組成，所述直流電壓放大器由集成運(yùn)算放大器IC5～I(xiàn)C6組成；所述輸出功率放大器由三極管BG5～BG6組成。
專利摘要一種可逆式無(wú)觸點(diǎn)電子直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，具有電源，傳感器分別與運(yùn)動(dòng)方向判別器和D/A轉(zhuǎn)換器相接，運(yùn)動(dòng)方向判別器的輸出與輸出極性選擇開(kāi)關(guān)相接，所述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出經(jīng)放大裝置與輸出極性選擇開(kāi)關(guān)相接。本實(shí)用新型測(cè)速誤差小，精度高，輸出電壓穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H02K29/14GK2107731SQ9123340
公開(kāi)日1992年6月17日 申請(qǐng)日期1991年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月31日
發(fā)明者閻慶敏 申請(qǐng)人:閻慶敏