直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)

如何用計(jì)算機(jī)的新方法來(lái)控制調(diào)整直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的問(wèn)題是現(xiàn)在工業(yè)控制中急需應(yīng)用的問(wèn)題。本文從器件原理入手，著重從硬件電路著手，設(shè)計(jì)出了應(yīng)用INTEL公司的8051單片機(jī)和DAC0832芯片以及霍爾IC傳感器的電路來(lái)進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量和調(diào)整電路。
關(guān)鍵詞?? 單片機(jī)?? 霍爾IC傳感器? DAC0832?? 直流電動(dòng)機(jī)?? 轉(zhuǎn)速? 流程圖
A/D 和D/A轉(zhuǎn)換器

通常在工業(yè)上控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法常用調(diào)壓線圈來(lái)改變直流電動(dòng)機(jī)線圈兩端的電壓來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)速，但問(wèn)題是速度調(diào)整不精確而且也不穩(wěn)定，調(diào)壓線圈也經(jīng)常發(fā)生短路燒毀等故障現(xiàn)象，容易受外界因素的影響。如果我們采用單片機(jī)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，既可以避免以上缺點(diǎn)，又可以減少設(shè)備費(fèi)用和人力等等。下面從以下幾方面來(lái)闡述自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)原理。
一、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量原理
轉(zhuǎn)速是工業(yè)上常用的一個(gè)參數(shù)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速常以每秒或分鐘的圈數(shù)來(lái)表示，有時(shí)也用角速度表示瞬時(shí)速度。轉(zhuǎn)速的測(cè)定方法很多，常用的一種測(cè)量方法是用霍爾IC器件。
霍爾IC器件是由半導(dǎo)體材料制成的一種薄片。在半導(dǎo)體薄片相對(duì)的兩側(cè)通以控制電流，在薄片垂直方向加以磁場(chǎng)，則在半導(dǎo)體兩端會(huì)產(chǎn)生一電動(dòng)勢(shì)，其大小與控制電流和磁場(chǎng)的乘積成正比，這就是霍爾效應(yīng)。若控制電流保持不變，則霍爾IC器件感應(yīng)電壓將隨外界的磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化。將一塊永久磁鋼固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)盤(pán)的邊沿，轉(zhuǎn)盤(pán)隨被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)盤(pán)附近安裝一個(gè)3000系列的霍爾IC器件，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾IC器件受磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響，輸出脈沖信號(hào)，其頻率f和轉(zhuǎn)速n成正比，只要測(cè)量出脈沖的周期T或頻率f即可計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作情況和它的轉(zhuǎn)速特性，選用美國(guó)SPRAGUE公司生產(chǎn)的3000系列霍爾IC開(kāi)關(guān)傳感器，它內(nèi)部含有穩(wěn)壓電路、霍爾電動(dòng)勢(shì)發(fā)生器、放大器、施密特觸發(fā)器和集電極開(kāi)路輸出電路，具有工作范圍寬（包括頻率響應(yīng)寬和動(dòng)態(tài)范圍大等）、可靠性高、外圍電路簡(jiǎn)單、輸出電平可與各種數(shù)字電路兼容等特點(diǎn)。
直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與加于電動(dòng)機(jī)線圈兩端的電壓大小有關(guān)。用DAC0832芯片控制輸出到直流電動(dòng)機(jī)的電壓的方法來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時(shí)，DAC0832芯片的輸出電壓增大；當(dāng)大于設(shè)定值時(shí)，則DAC0832芯片輸出電壓減小，從而使電動(dòng)機(jī)設(shè)定的速度恒速旋轉(zhuǎn)。
DAC0832芯片是一塊數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其基本原理是按二進(jìn)制各位代碼的數(shù)值，將每一位二進(jìn)制數(shù)字量按其“權(quán)”換成相應(yīng)的模擬器，然后對(duì)各位數(shù)字量轉(zhuǎn)換后的模擬量進(jìn)行疊加。其和就是與被轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)據(jù)成正比的模擬量。