一种远距离调节多台直流无刷电机速度的方法技术

一种远距离调节多台直流无刷电机速度的方法，由整流控制单元、多个速度调节单元组成的装置实现。整流控制单元输入单相220V交流电源，输出经变压器降压后的可控整流电压，在可控整流电压中发送包含电机运行方向和运行速度等级的速度控制信号；速度控制信号包括由多个工频周期整流波和1个工频周期的交流波组成的引导波，以及多个工频周期组成的数据波；速度调节单元输入含速度控制信号的可控整流电压，控制直流无刷电机的速度。所述方法无需遥控器，无需单独敷设控制线，直接利用单相电源线传输速度控制信号，可实现远距离多台直流无刷电机速度的控制调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机调速技术，尤其是一种远距离调节多台直流无刷电机速度的方法。
技术介绍
需要对直流无刷电机的速度进行远程控制与调节时，通常的方法有：一是采用遥控器控制。直流无刷电机的驱动控制电路装有遥控接收装置，可以通过遥控器对直流无刷电机进行有级调速或者是无级调速，其缺点是需要配备遥控器，管理麻烦，遥控器还容易丢失。二是采用数字控制技术。例如，采用RS－485总线来对直流无刷电机的速度进行控制。该方案技术先进，但成本高，系统除需要布设电力线外，还需要布设数字控制总线。三是采用模拟信号控制技术。例如，采用远程电位器进行速度控制，成本较低。但该方法同样需要增加控制线，且抗干扰能力较差。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种在不增加控制信号线和不使用遥控器的情况下，利用单相电源线实现远距离调节多台直流无刷电机速度的方法。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种远距离调节多台直流无刷电机速度的方法，由整流控制单元和m个速度调节单元组成的装置实现； m为大于等于2的整数。所述整流控制单元设有相线输入端子、零线输入端子、第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述相线输入端子、零线输入端子输入单相220V交流电源；所述第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子输出可控整流电压。 所述速度调节单元设有第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子，所述第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子分别连接至整流控制单元的第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子。所述整流控制单元由变压器、控制电源模块、可控整流模块、过零检测模块、单片机控制模块、触发控制模块、速度给定模块组成。所述变压器的两个输入端子分别为相线输入端子、零线输入端子，两个输出端子分别为第一交流端子、第二交流端子；所述第一交流端子、第二交流端子输出第二交流电源。所述控制电源模块由控制电源单相整流桥和第一滤波稳压电路组成，输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的两个交流输入端分别连接至第一交流端子、第二交流端子；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地。所述可控整流模块由整流桥UR1、双向晶闸管V1、双向晶闸管V2、双向晶闸管V3、双向晶闸管V4组成；所述整流桥UR1的2个交流输入端分别连接至第一交流端子和第二交流端子，整流输出正端连接至双向晶闸管V3的第二阳极，整流输出负端连接至双向晶闸管V4的第二阳极；双向晶闸管V1的第一阳极与双向晶闸管V3的第一阳极并联后连接至第一可控整流输出端子；双向晶闸管V1的第二阳极连接至第一交流端子；双向晶闸管V2的第一阳极与双向晶闸管V4的第一阳极并联后连接至第二可控整流输出端子；双向晶闸管V2的第二阳极连接至第二交流端子。所述触发控制模块设有交流控制输入端、整流控制输入端；所述交流控制输入端输入的交流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零时触发导通；所述交流控制输入端输入的交流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零后截止；所述整流控制输入端输入的整流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零时触发导通；所述整流控制输入端输入的整流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零后截止。所述过零检测模块设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；所述过零电压输入端连接至第一交流端子；所述过零脉冲输出端输出的过零脉冲是正脉冲；所述过零脉冲与第二交流电源正半波对应；所述过零脉冲的宽度小于第二交流电源正半波宽度；所述第二交流电源正半波为第一交流端子电位高于第二交流端子电位的第二交流电源半波。所述速度给定模块设有速度给定信号输出端和方向给定信号输出端。所述单片机控制模块包括有速度给定信号输入端、方向给定信号输入端、捕捉信号输入端和两路电平信号输出端；所述速度给定信号输入端连接至速度给定模块的速度给定信号输出端；所述方向给定信号输入端连接至速度给定模块的方向给定信号输出端；所述捕捉信号输入端连接至过零检测模块的过零脉冲输出端；所述两路电平信号输出端分别为交流控制输出端、整流控制输出端；所述交流控制输出端、整流控制输出端分别连接至触发控制模块的交流控制输入端、整流控制输入端。所述速度调节单元由调节电源模块、波形取样模块、单片机调节模块、地址给定模块、电机驱动模块组成。所述调节电源模块输入可控整流电压、输出第二直流工作电源，由调节电源单相整流桥和第二滤波稳压电路组成；所述调节电源单相整流桥的整流负极性端为参考地；所述波形取样模块设有取样波形输入端和取样脉冲输出端；所述取样波形输入端连接至第二可控整流输入端子；所述波形取样模块将第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形检出并限幅得到取样脉冲；所述取样脉冲的正脉冲与第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形相对应。所述地址给定模块用于设定所在速度调节单元的地址码，设有地址码输出端。单片机调节模块具有捕捉输入端、地址码输入端和速度调节输出端、方向控制输出端、制动控制输出端；所述单片机调节模块的捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端；所述地址码输入端连接至地址给定模块的地址码输出端。所述电机驱动模块用于驱动直流无刷电机，设有速度调节输入端、方向控制输入端、制动控制输入端；所述速度调节输入端连接至单片机调节模块的速度调节输出端，方向控制输入端连接至单片机调节模块的方向控制输出端，制动控制输入端连接至单片机调节模块的制动控制输出端。所述整流控制单元通过控制可控整流电压来发送速度控制信号，速度控制信号由引导波和数据波组成。所述引导波由y－1个工频周期的整流波和1个工频周期的交流波组成，整流波在前，交流波在后；y为大于等于2的整数。所述数据波为x个工频周期的可控整流电压波，x为大于等于3的整数。所述速度控制信号共有速度1－n，共n个速度等级；所述速度给定信号的速度等级有速度1－n；n为大于等于2的整数。所述x个工频周期的可控整流电压波中，1个工频周期对应1位数据码；x个工频周期的可控整流电压波对应x位数据码。所述x位数据码中包括x1位地址码、1位方向码和x2位速度码；x1、x2均为大于等于1的整数；所述x、x1、x2之间的关系为x＝x1＋x2＋1；所述m与x1之间的关系为：m小于等于2x1；所述n与x2之间的关系为：n小于等于2x2。所述数据码、地址码、方向码、速度码均为二进制码。所述单片机控制模块发出一次速度控制信号的方法是，步骤1，等待，直到接收到过零脉冲的上升沿时进入步骤2；步骤2，停止交流输出，开始整流输出；步骤3，对接收到的过零脉冲上升沿计数，计数值达到y－1时进入步骤4；步骤4，停止整流输出，开始交流输出；步骤5，等待，直到接收到过零脉冲的上升沿时进入步骤6；步骤6，发出1个工频周期的可控整流电压波；步骤7，等待，直到接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远距离调节多台直流无刷电机速度的方法，其特征在于：由整流控制单元和m个速度调节单元组成的装置实现； m为大于等于2的整数；所述整流控制单元设有相线输入端子、零线输入端子、第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述相线输入端子、零线输入端子输入单相220V交流电源；所述第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子输出可控整流电压； 所述速度调节单元设有第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子，所述第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子分别连接至整流控制单元的第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述整流控制单元由变压器、控制电源模块、可控整流模块、过零检测模块、单片机控制模块、触发控制模块、速度给定模块组成；所述变压器的两个输入端子分别为相线输入端子、零线输入端子，两个输出端子分别为第一交流端子、第二交流端子；所述第一交流端子、第二交流端子输出第二交流电源；所述控制电源模块由控制电源单相整流桥和第一滤波稳压电路组成，输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的两个交流输入端分别连接至第一交流端子、第二交流端子；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地；所述可控整流模块由整流桥UR1、双向晶闸管V1、双向晶闸管V2、双向晶闸管V3、双向晶闸管V4组成；所述整流桥UR1的2个交流输入端分别连接至第一交流端子和第二交流端子，整流输出正端连接至双向晶闸管V3的第二阳极，整流输出负端连接至双向晶闸管V4的第二阳极；双向晶闸管V1的第一阳极与双向晶闸管V3的第一阳极并联后连接至第一可控整流输出端子；双向晶闸管V1的第二阳极连接至第一交流端子；双向晶闸管V2的第一阳极与双向晶闸管V4的第一阳极并联后连接至第二可控整流输出端子；双向晶闸管V2的第二阳极连接至第二交流端子；所述触发控制模块设有交流控制输入端、整流控制输入端；所述交流控制输入端输入的交流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零时触发导通；所述交流控制输入端输入的交流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零后截止；所述整流控制输入端输入的整流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零时触发导通；所述整流控制输入端输入的整流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零后截止；所述过零检测模块设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；所述过零电压输入端连接至第一交流端子；所述过零脉冲输出端输出的过零脉冲是正脉冲；所述过零脉冲与第二交流电源正半波对应；所述过零脉冲的宽度小于第二交流电源正半波宽度；所述第二交流电源正半波为第一交流端子电位高于第二交流端子电位的第二交流电源半波；所述速度给定模块设有速度给定信号输出端和方向给定信号输出端；所述单片机控制模块包括有速度给定信号输入端、方向给定信号输入端、捕捉信号输入端和两路电平信号输出端；所述速度给定信号输入端连接至速度给定模块的速度给定信号输出端；所述方向给定信号输入端连接至速度给定模块的方向给定信号输出端；所述捕捉信号输入端连接至过零检测模块的过零脉冲输出端；所述两路电平信号输出端分别为交流控制输出端、整流控制输出端；所述交流控制输出端、整流控制输出端分别连接至触发控制模块的交流控制输入端、整流控制输入端；所述速度调节单元由调节电源模块、波形取样模块、单片机调节模块、地址给定模块、电机驱动模块组成；所述调节电源模块输入可控整流电压、输出第二直流工作电源，由调节电源单相整流桥和第二滤波稳压电路组成；所述调节电源单相整流桥的整流负极性端为参考地；所述波形取样模块设有取样波形输入端和取样脉冲输出端；所述取样波形输入端连接至第二可控整流输入端子；所述波形取样模块将第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形检出并限幅得到取样脉冲；所述取样脉冲的正脉冲与第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形相对应；所述地址给定模块用于设定所在速度调节单元的地址码，设有地址码输出端；所述单片机调节模块具有捕捉输入端、地址码输入端和速度调节输出端、方向控制输出端、制动控制输出端；所述单片机调节模块的捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端；所述地址码输入端连接至地址给定模块的地址码输出端；所述电机驱动模块用于驱动直流无刷电机，设有速度调节输入端、方向控制输入端、制动控制输入端；所述速度调节输入端连接至单片机调节模块的速度调节输出端，方向控制输入端连接至单片机调节模块的方向控制输出端，制动控制输入端连接至单片机调节模块的制动控制输出端；所述整流控制单元通过控制可控整流电压来发送速度控制信号，速度控制信号由引导波和数据波组成；所述引导波由y－1个工频周期的整流波和1个工频周期的交流波组成，整流波在前，交流波在后；y为大于等...

【技术特征摘要】
1.一种远距离调节多台直流无刷电机速度的方法，其特征在于：
由整流控制单元和m个速度调节单元组成的装置实现； m为大于等于2的整数；
所述整流控制单元设有相线输入端子、零线输入端子、第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述相线输入端子、零线输入端子输入单相220V交流电源；所述第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子输出可控整流电压；
 所述速度调节单元设有第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子，所述第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子分别连接至整流控制单元的第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；
所述整流控制单元由变压器、控制电源模块、可控整流模块、过零检测模块、单片机控制模块、触发控制模块、速度给定模块组成；
所述变压器的两个输入端子分别为相线输入端子、零线输入端子，两个输出端子分别为第一交流端子、第二交流端子；所述第一交流端子、第二交流端子输出第二交流电源；
所述控制电源模块由控制电源单相整流桥和第一滤波稳压电路组成，输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的两个交流输入端分别连接至第一交流端子、第二交流端子；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地；
所述可控整流模块由整流桥UR1、双向晶闸管V1、双向晶闸管V2、双向晶闸管V3、双向晶闸管V4组成；所述整流桥UR1的2个交流输入端分别连接至第一交流端子和第二交流端子，整流输出正端连接至双向晶闸管V3的第二阳极，整流输出负端连接至双向晶闸管V4的第二阳极；双向晶闸管V1的第一阳极与双向晶闸管V3的第一阳极并联后连接至第一可控整流输出端子；双向晶闸管V1的第二阳极连接至第一交流端子；双向晶闸管V2的第一阳极与双向晶闸管V4的第一阳极并联后连接至第二可控整流输出端子；双向晶闸管V2的第二阳极连接至第二交流端子；
所述触发控制模块设有交流控制输入端、整流控制输入端；所述交流控制输入端输入的交流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零时触发导通；所述交流控制输入端输入的交流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零后截止；所述整流控制输入端输入的整流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零时触发导通；所述整流控制输入端输入的整流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零后截止；
所述过零检测模块设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；所述过零电压输入端连接至第一交流端子；所述过零脉冲输出端输出的过零脉冲是正脉冲；所述过零脉冲与第二交流电源正半波对应；所述过零脉冲的宽度小于第二交流电源正半波宽度；所述第二交流电源正半波为第一交流端子电位高于第二交流端子电位的第二交流电源半波；
所述速度给定模块设有速度给定信号输出端和方向给定信号输出端；
所述单片机控制模块包括有速度给定信号输入端、方向给定信号输入端、捕捉信号输入端和两路电平信号输出端；所述速度给定信号输入端连接至速度给定模块的速度给定信号输出端；所述方向给定信号输入端连接至速度给定模块的方向给定信号输出端；所述捕捉信号输入端连接至过零检测模块的过零脉冲输出端；所述两路电平信号输出端分别为交流控制输出端、整流控制输出端；所述交流控制输出端、整流控制输出端分别连接至触发控制模块的交流控制输入端、整流控制输入端；
所述速度调节单元由调节电源模块、波形取样模块、单片机调节模块、地址给定模块、电机驱动模块组成；
所述调节电源模块输入可控整流电压、输出第二直流工作电源，由调节电源单相整流桥和第二滤波稳压电路组成；所述调节电源单相整流桥的整流负极性端为参考地；
所述波形取样模块设有取样波形输入端和取样脉冲输出端；所述取样波形输入端连接至第二可控整流输入端子；所述波形取样模块将第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形检出并限幅得到取样脉冲；所述取样脉冲的正脉冲与第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形相对应；
所述地址给定模块用于设定所在速度调节单元的地址码，设有地址码输出端；
所述单片机调节模块具有捕捉输入端、地址码输入端和速度调节输出端、方向控制输出端、制动控制输出端；所述单片机调节模块的捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端；所述地址码输入端连接至地址给定模块的地址码输出端；
所述电机驱动模块用于驱动直流无刷电机，设有速度调节输入端、方向控制输入端、制动控制输入端；所述速度调节输入端连接至单片机调节模块的速度调节输出端，方向控制输入端连接至单片机调节模块的方向控制输出端，制动控制输入端连接至单片机调节模块的制动控制输出端；
所述整流控制单元通过控制可控整流电压来发送速度控制信号，速度控制信号由引导波和数据波组成；
所述引导波由y－1个工频周期的整流波和1个工频周期的交流波组成，整流波在前，交流波在后；y为大于等于2的整数；
所述数据波为x个工频周期的可控整流电压波，x为大于等于3的整数；
所述速度控制信号共有速度1－n，共n个速度等级；所述速度给定信号的速度等级...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，周维龙，王兵，袁川来，曾红兵，聂辉，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43