平面磨床磨头交流电机控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种平面磨床磨头交流电机控制器，包括有三相电源、控制器内部电源模块、可控硅模块、可控硅驱动电路模块、主控制芯片、调节电位器模块、外部控制模块。主控制芯片对外部调节电位器进行AD采样，针对不同的调节量，内部米用AD算法，输出不同比例的输出量，在输出过程中根据同步信号，触发可控硅，完成可靠稳定的大范围输出。本实用新型的交流电机控制器触发信号和输出信号非常稳定可靠，在工件初磨和精磨过程中能够精确迅速地控制机床磨头砂轮的进给量，同时输出量范围宽，应用比较广泛。
【专利说明】平面磨床磨头交流电机控制器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种交流电机控制器，尤其涉及一种平面磨床磨头交流电机控制 器。
【背景技术】
[0002] 平面磨床主要用于磨削工件上的平面，其长方形工作台装在床身的导轨上，由液 压驱动作往复直线运动。工作台上装有电磁吸盘或其他夹具，用于装夹工件。磨头带动砂 轮沿工作台水平导轨作横向进给运动，砂轮由装在磨头壳体内的交流电机驱动，根据不同 工件对表面平整度的不同要求和工件平面加工过程中的不同工艺要求，需要随时调整磨头 的垂直进给量。
[0003] 在实际工件加工过程中，砂轮的进给量是一个关键量，而进给量的控制是由交流 电机控制的，所以交流电机控制器需要解决的主要问题是机床的触发信号和交流电机输出 信号的稳定和可靠。
[0004] 工件在初磨过程中，需要大的进给量，而在精磨的过程中需要很小的进给量，而最 小值和最大值之间相差几十到几百倍。例如，进给量在〇· oimm到40mm之间的变化，相应 地交流电机的输出时间则对应在lms到4s之间变化，输出时间的调节是依靠交流外部电 位器来实现的，交流电机的控制原理就是采集外部电位器的调节值来控制可控硅的导通时 间，从而控制交流电机的输出时间，现有的交流电机控制器工作稳定性较差且输出量范围 较小，无法达到特定的工艺要求。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的主要目的是提供一种平面磨床磨头交流电机控制器，解决现有的交 流电机控制器定性差以及输出范围小的缺陷。
[0006] 为了实现发明目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种平面磨床磨头交流电 机控制器，包括有三相电源、控制器内部电源模块、可控硅模块、可控硅驱动电路模块、主控 制芯片、调节电位器模块以及外部控制模块，三相电源的R相直接与交流电机连接，S相和T 相通过通过可控硅模块与交流电机连接，控制器内部电源模块与三相电源的S相和T相连 接经过变压、整流、滤波以及稳压后给控制器内部电路进行供电，可控硅模块通过可控硅驱 动电路模块与主控制芯片的触发脉冲输出脚连接，调节电位器模块和外部控制模块直接与 主控制芯片连接用于AD采样和外部操作控制。
[0007] 本实用新型的特征还在于，可控硅模块内设置有峰值吸收电路。
[0008] 主控制芯片上连接设置有触发延时电路。
[0009] 本实用新型的有益效果是：
[0010] 本实用新型的交流电机控制器触发信号和输出信号非常稳定可靠，在工件初磨和 精磨过程中能够精确迅速地控制机床磨头砂轮的进给量，同时输出量范围宽，应用比较广 泛。
【专利附图】
【附图说明】 toon] 图1是本实用新型的功能实现框图；
[0012] 图2是本实用新型的主控制部分电路图；
[0013] 图3是本实用新型的调节电位器及触发延时电路图
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0015] 本实用新型提供一种平面磨床磨头交流电机控制器，如图1所示，包括有三相电 源、控制器内部电源模块、可控硅模块、可控硅驱动电路模块、主控制芯片、调节电位器模块 以及外部控制模块，三相电源的R相直接与交流电机连接，S相和T相通过通过可控硅模块 与交流电机连接，控制器内部电源模块与三相电源的S相和T相连接经过变压、整流、滤波 以及稳压后给控制器内部电路进行供电，可控硅模块通过可控硅驱动电路模块与主控制芯 片的触发脉冲输出脚连接，调节电位器模块和外部控制模块直接与主控制芯片连接用于AD 采样和外部操作控制。
[0016] 本实用新型的基本工作原理是，主控制芯片对外部调节电位器进行AD采样，针对 不同的调节量，内部采用AD算法，输出不同比例的输出量，在输出过程中根据同步信号，触 发可控硅，完成可靠稳定的大范围输出。
[0017] 具体实施时，如图2所示，三相电源的S、T相通过变压器BY1的多绕组输出为控 制器内部提供电源，其中绕组BY1-1经过D6整流，C18滤波以及VI稳压后给主控电路提供 +5V电源；绕组BY1-2经过D4整流，C15滤波以及V2稳压后为触发延时电路提供+12V电 源；R24、R38和Q1电路产生同步脉冲SYS1，SYS1输入到MCU芯片IC3的2脚，用于可控硅 的同步输出。
[0018] 主控制芯片采用MCU芯片，三相电源R、S、T中的R相直接进入电机，S相输入到可 控硅TR3的1端，然后由TR3的2端的AC0UT1电路输出到电机，T相输入到可控硅TR2的 1端，由然后由TR2的2端的AC0UT2电路输出到电机。MCU芯片IC3通过对外部调节电位 器产生的ADO、AD1、和AD2进行采样，通过内部程序算法，由MCU芯片IC3的13脚输出SCR 脉冲信号，经过C11耦合，触发三极管T1产生9V的脉冲信号，脉冲信号输入到脉冲变压器 TR1，经过TR1耦合后控制可控硅TR2和TR3的导通角，可制硅导通后由AC0UT1、AC0UT2电 路输出到交流电机。其中R44、C22、R41、C19、TNR1、TNR2组成可控硅峰值吸收电路，防止可 控娃被峰值高压击穿。在交流电S相和T相的过零点处会产生一个周期为10ms脉冲同步 信号SYS1，MCU芯片IC3根据每个同步信号SYS1的上升沿，可以准确的控制可控硅的导通 角，保证了可控硅稳定可靠的输出。
[0019] 外部控制信号K1接通，信号经过光耦U1，输入到MCU芯片IC3的7脚，IC3的13 脚一直输出，直到K2信号断开，这种功能用于操作人员手动控制磨头的进给量，在调机时 使用。外部控制信号K2接通，此种方式为点动工作方式（磨头自动运行），信号经过光耦 U2,输入到IC3的6脚，IC3的13脚输出一段时间后停止输出，此段时间的长短就是磨头的 进给量，进给量的大小由内部程序进行控制。
[0020] 如图3所示，2. 5V基准电压IC4和运放IC1A为调节电位器WR1和WR2提供恒流 源，保证了调节过程中的稳定性。WR1、WR2为点动输出时间调节电位器，调节WR1、WR2产生 的电压通过IC1D、IC2A、IC2B组成的差分放大器产生ADO, ADI，AD2三种电压，MCU芯片IC3 同一时刻采样到ADO、AD 1、AD2的值，对ADO，AD 1，AD2的值进行比较，计算、分析，然后决定输 出可控硅驱动信号SCR时间的长短，而内部程序的处理可以保证可靠稳定的大范围输出。
[0021] 在实际中，根据不同机床的要求，需要在外部控制信号K2接通后，间隔一段时间， 可控硅再输出。光耦U3，U4以及延时芯片IC5组成了触发延时电路完成了此功能。当外部 控制信号K2接通后，MCU芯片IC3的11脚输出低电平，光耦U3导通，由延时芯片IC5的2 脚输入触发信号，触发IC5组成的单稳态电路，IC5的3脚输出一个高电平脉冲至光耦U4使 其导通，在MCU芯片IC3的12脚形成一个延时低脉冲，IC3检测12脚低电平结束后，再去 触发可控硅。J7为外接电位器，通过调节J7可以改变延时时间。
[0022] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，上述 实施方式和说明书只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实 用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。 本实用新型要求的保护范围由权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1. 一种平面磨床磨头交流电机控制器，其特征在于，包括有三相电源、控制器内部电源 模块、可控硅模块、可控硅驱动电路模块、主控制芯片、调节电位器模块以及外部控制模块， 所述三相电源的R相直接与交流电机连接，S相和T相通过通过可控硅模块与交流电机连 接，所述控制器内部电源模块与三相电源的S相和T相连接经过变压、整流、滤波以及稳压 后给控制器内部电路进行供电，所述可控硅模块通过可控硅驱动电路模块与主控制芯片的 触发脉冲输出脚连接，所述调节电位器模块和外部控制模块直接与主控制芯片连接用于AD 采样和外部操作控制。
2. 如权利要求1所述的磨床磨头交流电机控制器，其特征在于，所述可控硅模块内设 置有峰值吸收电路。
3. 如权利要求1所述的平面磨床磨头交流电机控制器，其特征在于，所述主控制芯片 上连接设置有触发延时电路。
【文档编号】H02P27/16GK204031038SQ201420320410
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】王云富, 肖强, 杨莉 申请人:西安鸣士机电开发有限公司