[組圖]直流電機控制電路專輯—6

 

 

 

　　伺服電機是一種傳統(tǒng)的電機。它是自動裝置的執(zhí)行元件。伺服電機的最大特點是可控。在有控制信號時，伺服電機就轉動，且轉速大小正比于控制電壓的大小。去掉控制電壓后，伺服電機就立即停止轉動。伺服電機的應用甚廣，幾乎所有的自動控制系統(tǒng)都需要用到。在家電產品中，例如錄相機、激光唱機等都是不可缺少的重要組成部分。
　　1．簡單伺服電機的工作原理
 
　　圖22示出了伺服電機的最簡單的應用。電位器RV1由伺服電機帶動。電機可選用電流不超過700mA，電壓為12～24V的任一種伺服電機。圖中RV1和RV2是接成惠斯登(Wheatstone)電橋。集成電路LM378是雙路4瓦功率放大器，也以橋接方式構成電機驅動差分放大器。
當RV2的任意變化，都將破壞電橋的平衡，使RV1—RV2之間產生一差分電壓，并且加以放大后送至電機。電機將轉動，拖動電位器RV1到新的位置，使電橋重新達到新的平衡。所以說，RV1是跟蹤了RV2的運動。

　　圖23是用方塊圖形式，畫出了測速傳感器伺服電機系統(tǒng)，能用作唱機轉盤精密速度控制的原理圖。電機用傳統(tǒng)的皮帶機構驅動轉盤。轉盤的邊緣，用等間隔反射條文圖形結構。用光電測速計進行監(jiān)視和檢測。光電測速計的輸出信號正比于轉盤的轉速。把光電測速計輸出信號的相位和頻率，與標準振蕩器的相位和頻率進行比較，用它的誤差信號控制電機驅動電路。因此，轉盤的轉速就精確地保持在額定轉速上。額定轉速的換檔，可由操作開關控制。這些控制電路，已有廠家做成專用的集成電路。
　　2．數字比例伺服電機

　　伺服電機的最好類型之一，是用數字比例遙控系統(tǒng)。實際上這些裝置是由三部份組成：采用集成電路、伺服電機、減速齒輪盒電位器機構。圖24是這種系統(tǒng)的方塊圖。電路的驅動輸入，是用周期為15ms而脈沖寬度為1～2ms的脈沖信號驅動。輸入脈沖的寬度，控制伺服機械輸出的位置。例如：1ms脈寬，位置在最左邊；1.5ms在中是位置，2ms在最右邊的位置。
　　每一個輸入脈沖分三路同時傳送。一路觸發(fā)1.5ms脈寬的固定脈沖發(fā)生器。一路輸入觸發(fā)脈沖發(fā)生器，第三路送入脈寬比較電路。用齒輪盒輸出至RV1，控制可變寬度的脈沖發(fā)生器。這三種脈沖同時送到脈寬比較器后，一路確定電機驅動電路的方向。另一路送給脈寬擴展器，以控制伺服電機的速度，使得RV1迅速驅動機械位置輸出跟隨輸入脈寬的任何變化。
　　上述伺服電機型常用于多路遙控系統(tǒng)。圖25示出了四路數字比例控制系統(tǒng)的波形圖。

　　從圖中可以看出是串行數據輸入，經過譯碼器分出各路的控制信號。每一幀包含4ms的同步脈沖，緊接在后面的是四路可變寬度(1～2ms)順序的“路”脈沖。譯碼器將四路脈沖變換為并行形式，就能用于控制伺服電機。
　　3．數字伺服電機電路
　　數字伺服電機控制單元，可以買到現成的集成電路。例如ZN409CE或NE544N型伺服電機放大器集成電路。圖26和圖27示出了這兩種集成電路的典型應用。
 
 
　　圖中元件值適用于輸入脈沖寬度為1～2ms，幀脈沖寬度大約為18ms的情況。
　　圖28是適用上述伺服電機型的通用測試電路。伺服電源電池通常為5V。輸入脈沖經標準的伺服插座送到伺服電路。幀脈沖的寬度為13—28ms；用RV1調節(jié)控制。RV2調節(jié)控制脈沖寬度在1—2ms之間。用RV4微調中間值為1.5ms．輸出電平由RV3進行調節(jié)。

 

 

 

　　兩個集成電路為時基電路CMOS7555型，電源電壓可以低到3V仍然工作。IC1為無穩(wěn)多諧振蕩器，產生幀時間脈沖，它的輸出觸發(fā)IC2。而IC2是一個單穩(wěn)電路，產生輸出測試脈沖。