一种矿用电动挖掘机直流调速控制装置，包括电源、缺相保护电路、给定电压调理电路、电流检测反馈电路、转速检测反馈电路、同步信号检测电路、光电隔离电路、ARM控制器、脉冲功率放大电路、主电路，缺相保护电路的输入端接电源，缺相保护电路的输出端接ARM控制器，给定电压调理电路、电流检测电路、转速检测电路分别与ARM控制器相连，所述同步信号检测电路通过光电隔离电路与ARM控制器相连，ARM控制器的输出端接脉冲功率放大电路，所述脉冲功率放大电路经过主电路连接电动挖掘机，本实用新型专利技术提供了一种控制精度高，抗干扰能力强，工作稳定可靠的矿用电动挖掘机直流调速控制装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种直流调速控制装置，特别涉及一种矿用电动挖掘机直流调速控制装置。
技术介绍
在现代工业现场的实际控制系统中，传统的直流调速系统采用的是由分立元件构成的复杂PID模拟控制系统，直流调速由于其在调速的精度和范围等方面的优良性能而在很长一段时间中处于电力拖动领域的绝对优势地位。但是这种传统的调速控制系统结构复杂、噪音大，在可靠性和灵活性以及控制性能都存在不足。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单、可靠性高、控制精度好的矿用电动挖掘机直流调速控制装置。本技术解决上述技术问题的技术方案是包括电源、缺相保护电路、给定电压调理电路、电流检测反馈电路、转速检测反馈电路、同步信号检测电路、光电隔离电路、ARM控制器、脉冲功率放大电路、主电路，缺相保护电路的输入端接电源，缺相保护电路的输出端接ARM控制器，给定电压调理电路、电流检测电路、转速检测电路分别与ARM控制器相连，所述同步信号检测电路通过光电隔离电路与ARM控制器相连，ARM控制器的输出端接脉冲功率放大电路,所述脉冲功率放大电路经过主电路连接电动挖掘机。进一步，所述的ARM控制器为S3C2440A微控制器。进一步，所述的电流检测电路中采用型号为CS500B的霍尔电流传感器。进一步，所述的同步信号检测电路中使用的运算放大器为LM324。本技术的有益效果是本技术通过调节电枢电压实现电机转速的控制，调速过程平滑、响应快，具有良好的输出特性并且可根据需求进行调整，很好地实现了非线性控制，系统整体上具有较高的控制精度，抗干扰能力强，操作方便，工作稳定可靠，可满足电动挖掘机直流调速的控制要求。附图说明图I为本技术的结构框图。图I为本技术的结构框图。图3为本技术中的控制器电原理图。图4本技术中的同步信号检测电路。图5本技术中的转速检测电路。图6本技术中的脉冲功率放大电路。图7本技术中的PID程序流程图。具体实施方式下面参照附图对本技术作进一步的详细说明参见图1，图I为本技术的结构框图。包括电源、缺相保护电路、给定电压调理电路、电流检测反馈电路、转速检测反馈电路、同步信号检测电路、光电隔离电路、ARM控制器、脉冲功率放大电路、主电路。缺相保护电路的输入端接电源，缺相保护电路的输出端接ARM控制器，给定电压调理电路、电流检测电路、转速检测电路分别与ARM控制器相连，所述同步信号检测电路通过光电隔离电路与ARM控制器相连，ARM控制器的输出端接脉冲功率放大电路，所述脉冲功率放大电路经过主电路连接电动挖掘机。所述ARM控制器包括使能全局中断EINT、通用异步接收/发送装置UART、I/O接口、电容CAP、A/D转换器。所述电源与缺相保护电路直接相连，所述缺相保护电路的输出端接ARM控制器的使能全局中断EINT，使单片机响应中断源的申请，ARM控制器开始工作；给定电压调理电路、电流检测电路、转速检测电路分别与ARM控制器的A/D转换器相连，所述的电流检测电路和转速检测电路组成反馈检测电路，所述反馈检测电路用于完成对反馈信号的检测并实现反馈信号的 调理功能；同步信号检测电路通过光电隔离电路与ARM控制器的电容CAP端相连，所述同步信号检测电路为脉冲触发提供时间基准，并完成相序的判别；通用异步接收/发送装置UART的主要功能是把接收到的ARM控制器中的信息发送到显示屏，以便能更直观的了解电流、转速等参数的动态；脉冲功率放大电路用于增强触发脉冲的功率，进而为主电路晶闸管导通提供信号驱动功能，所述脉冲功率放大电路输入端连接RM控制器的I/O接口，输出端直接与晶闸管相连。参见图2，图2为本技术的主电路结构框图。由于电动挖掘机的直流电机的功率可达几十或几百千瓦，为使电机能快速换相并安全可靠，两组晶闸管变流器组成的可逆线路被应用到了本系统中；接线方式为反并连接。首先通过对输出的12路脉冲信号进行隔离、放大，以实现对12个晶闸管导通、截止的控制，而三相交流电再经过晶闸管可控整流，就可完成对电枢电压大小的调节，最终实现对直流电机的驱动。如图3所示，本技术的控制器采用S3C2440处理器，以太网转换器采用DM9000与网络变压器相结合。由DAVIC0M公司生产的DM9000芯片被应用于本系统，以实现以太网扩展，其支持8/16/32位数据总线宽度，3. 3V/5V接口电平。DM9000的访问基址是0x18000300 (BANK3的基址)，ADDR2是其唯一使用的一条地址线，总线位宽为16位，中断引脚为GPG1。本技术使用的是型号为TRC9016NLE的高频网络脉冲变压器，其由深圳市泰瑞康电子有限公司生产。如图4所示，图4为同步信号检测电路。同步信号检测电路选择U、V、w三相交流电压中的u相作为本检测电路的输入信号。输入电压信号经分压后以-15 +15V的电压信号送入运算放大器LM324负端，当负端信号分别为大于O与小于O时，LM324对应输出+15V与-15V的电压。通过光耦隔离后，LM324的输出信号才进入S3C2440的捕获单元，从而实现功率回路和控制回路之间的电气隔离。由于在实际工业生产中，三相电的相序可能为u-v-w或Ul-V中的任何一种。所以，通常采用两路同步信号检测电路来对两相电压进行检测，进而判别出三相电的相序。在本系统中，利用S3C2440的GPJO、GPJl来捕获U、v两相电压的上升沿过零点，且设置跳变沿检测方式位为上升沿检测。如图5所示，图5为本技术中的转速检测电路。本技术中选用光电编码器对直流电机转速进行测量，并使用屏蔽线来传递转速信号，以避免工作时外界的电磁干扰。本数字式直流调速控制系统使用的是型号为CHA-1-60MB-G4. 5-16. 5E的光电编码器，其使用的是电压输出方式，电源电压为15V。因为ARM提供的电压为3. 3V，所以光电编码器和主控芯片之间需要有一个光电耦合器来完成电压转换，本课题转速检测电路中使用的是高速光电耦合器6N137。参见图6，图6本技术中的脉冲功率放大电路。晶闸管的触发脉冲在经过脉冲功率放大电路处理后，需要有一定的幅度和频率，这是晶闸管要完成触发功能必须满足的。光电耦合器、三极管驱动、脉冲变压器等组成了如图4. 19所示的脉冲功率放大电路。由硬件产生的高频脉冲和S3C2440A的I/O 口输出的方波信号，分别经硬件电路的I号和2号口输入7408，经过相与处理后即可形成高频方波脉冲信号，与光耦相连。当高频脉冲信号为高电平时，脉冲变压器处于工作状态，所需的电压值将会被正常输出；当高频脉冲信号为低电平时，脉冲变压器将处于不工作状态，输出为O。如图7所示，本技术中采用增量式PID控制算法。增量式PID控制算法的表达式为Δ u (k) = Ae (k)+Be (k_l)+Ce (k_2) (I)式中，权利要求1.一种矿用电动挖掘机直流调速控制装置，包括电源、缺相保护电路、给定电压调理电路、电流检测反馈电路、转速检测反馈电路、同步信号检测电路、光电隔离电路、ARM控制器、脉冲功率放大电路、主电路，其特征在于，缺相保护电路的输入端接电源，缺相保护电路的输出端接ARM控制器，给定电压调理电路、电流检测电路、转速检测电路分别与ARM控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种矿用电动挖掘机直流调速控制装置，包括电源、缺相保护电路、给定电压调理电路、电流检测反馈电路、转速检测反馈电路、同步信号检测电路、光电隔离电路、ARM控制器、脉冲功率放大电路、主电路，其特征在于，缺相保护电路的输入端接电源，缺相保护电路的输出端接ARM控制器，给定电压调理电路、电流检测电路、转速检测电路分别与ARM控制器相连，所述同步信号检测电路通过光电隔离电路与ARM控制器相连，ARM控制器的输出端接脉冲功率放大电路，所述脉冲功率放大电路经过主电路连接电动挖掘机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄良沛，刘萌，付国红，金勇，蔡春波，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：实用新型
国别省市：
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