數(shù)字控制電路

鎖相環(huán)數(shù)字調(diào)速?

　直流電動(dòng)機(jī)鎖相環(huán)數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)是一種典型的數(shù)字控制電路。

鎖相技術(shù)應(yīng)用在電動(dòng)機(jī)的速度控制上，已發(fā)展成為一種獨(dú)特的高精度的調(diào)速方法。當(dāng)系統(tǒng)鎖定在給定頻率時(shí)，調(diào)速精度可達(dá)

約比普通調(diào)速方法精確100倍。鎖相環(huán)由鑒相器、低通濾波器及壓控振蕩器組成(圖1)。當(dāng)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)鎖定時(shí)，二者具有相同的頻率，即

，但有恒定的相位差。如果相位差偏離了給定的值，甚至有頻率差，則通過(guò)鑒相器（一種相位頻率比較裝置）可以將偏差檢測(cè)出來(lái)，再通過(guò)低通濾波器送到壓控振蕩器中去。壓控振蕩器的輸出頻率隨輸入電壓大小而變化。當(dāng)壓控振蕩器的輸出頻率fi低于給定頻率fs或者相位滯后于給定頻率的相位超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，鑒相器輸出誤差電壓就增加，經(jīng)過(guò)低通濾波器使壓控振蕩器的輸入電壓和輸出頻率也隨之增加，從而實(shí)現(xiàn)頻率和相位的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)?

　上述原理可以應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)上，其中壓控振蕩器用功率放大變流裝置、電動(dòng)機(jī)以及軸角編碼器等代替，這些裝置的總作用也是輸出頻率與輸入電壓成正比。這樣也可以構(gòu)成一種具有鎖相環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)（圖2）,

數(shù)字控制電路

鑒相器采用MC4044電路，其輸出經(jīng)過(guò)低通濾波器后加至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)級(jí)電路。編碼器為盤式光電結(jié)構(gòu)，在與電機(jī)軸相連的塑料圓盤周緣上均勻開(kāi)有36個(gè)孔，因此編碼器每轉(zhuǎn)一周發(fā)出36個(gè)脈沖，亦即每弧度近似有5.73個(gè)脈沖。若電動(dòng)機(jī)角速度Ω用

表示，則編碼器每秒輸出5.73Ω?jìng)€(gè)脈沖。為了得到與給定轉(zhuǎn)速成比例的頻率，采用將編碼器輸出脈沖頻率分頻的辦法，即利用可控分頻器，其分頻系數(shù)N通過(guò)以十進(jìn)位制數(shù)碼表示的拔碼開(kāi)關(guān)來(lái)改變。經(jīng)過(guò)N倍可控分頻器后反饋到鑒相器輸入端，因此反饋頻率fi為每秒5.73Ω/N，實(shí)際電機(jī)角速度

，電機(jī)轉(zhuǎn)速為

因此，當(dāng)給定頻率fs等于反饋頻率fi時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1.67Nfi。分頻器分頻數(shù)N可以通過(guò)手動(dòng)或電子控制方式來(lái)改變。若輸入基準(zhǔn)頻率fs為每秒200個(gè)脈沖，則當(dāng)N由1變到9時(shí)電機(jī)的調(diào)速范圍為200～1800r/min。

參考書(shū)目

馮信康、楊興瑤編譯：《電力傳動(dòng)控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用》，水利電力出版社，北京，1985。