专利名称：可逆式无触点电子直流测速发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于自动控制领域中的可逆式无触点电子直流测速装置。
目前，在可逆式调速系统中，整流子式直流测速发电机获得了广泛的应用，但直流测速发电机仍存在着许多缺点。如结构复杂；制作困难。炭刷和换向器间的接触电阻不是常数，使输出特性不稳定。测速精度不高；有火花干扰和噪声。摩擦力矩大，特别是在空气非常稀薄的使用场合，炭刷磨损非常快，使用寿命甚短，有的甚至短到只有400小时，另外，由于存在电枢反应和温度变化的影响，在负载电阻小和转速很高的情况下，输出电压和转速之间为非线性关系，误差很大。直流测速发电机的输出电压波动率大，一般为10％以上。
直流测速发电机和交流测速发电机都存在着发电机同原动力电动机的连接问题。若是一台大功率的电动机同一个小型发电机进行钢性连接，在某些使用场合，电动机快速起动、快速制动，不停的正转、反转，测速发电机极易被损坏，有的甚至直接损坏到测速发电机的内部构件。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术所存在的不足之处，而提供一种结构简单、制作方便，测速误差小，精度高，输出电压稳定，使用寿命长的可逆式无触点的电子直流测速装置。
本实用新型的目的可通过以下措施来达到一种可逆式无触点电子直流测速发电机，包括电源7、其特殊之处在于传感器2分别与运动方向判别器3和D／A转换器5相接，所述运动方向判别器3的输出与输出极性选择开关4相接，所述D／A转换器5的输出经放大装置6与输出极性选择开关4相接。
本实用新型的传感器2可由霍尔元件H1、H2和一个等距地固定有至少12个磁钢的圆盘8组成；所述运动方向判别器3由反向器IC1～IC2、D触发器IC3、三极管BG1～BG2构成的射极跟随器组成。
本实用新型的输出极性选择开关4可由三极管BG3～BG4构成的差动放大电路组成；所述D／A转换器5由集成块IC4构成。
本实用新型的放大装置6可由直流电压放大器、输出功率放大器和反馈电阻W4组成，所述直流电压放大器由集成运算放大器IC5～IC6组成；所述输出功率放大器由三极管BG5～BG6组成。
本实用新型的附图图面说明如下
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型一实施例的电路原理图。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详细说明参见图1，本实用新型的传感器2采用的是新型的霍尔元件，用磁场触发其工作，即可无触点地产生电压信号。具体可把12个磁钢等距地封装在一个圆盘8上，采用的磁钢越多，磁钢的间距越小，产生的信号越精确，但磁钢间距不得小于18mm，否则影响信号分辨，将圆盘8直接或间接地连接在电动机或旋转体1的输出轴上，使其同步运转，两块霍尔元件H1、H2并排着安装在靠近圆盘8的一个固定位置上，并与圆盘8上12个磁钢构成的圆的轨迹相垂直。圆盘8每旋转一周，其中一个霍尔元件就分别被12个磁钢各触发一次，输出12个脉冲信号。霍尔电路即传感器2在单位时间内输出的脉冲个数与转速成正比，检测单位时间内的脉冲数量即可测出转速。D／A转换器5将单位时间内输入的脉冲个数转换成与转速成线性关系的直流电压，再经放大装置6送入输出极性选择开关4。运动方向判别器3是利用两个霍尔元件各自输出的脉冲信号分别去触发一个D触发器来实现的，电动机或旋转体1正转输出正极性直流电压，反之输出负极性直流电压。
参见图2，传感器2采用可靠性及频率响应高、使用寿命长、无触点的VGS312T／V型霍尔元件H1～H2，可在－40℃～＋125℃温度下正常工作，电阻R1～R2为负载电阻，采用钐钴磁钢作触发，当磁钢靠近霍尔元件H1时，其1.3两点间的电压为零，反之远离时电压为Vc，霍尔元件H2的情形相同。当电动机或旋转体1带动圆盘8转动时，磁钢每经过一次，霍尔元件就产生一个负脉冲，电动机或旋转体1转动一周产生12个脉冲。传感器2将不同速度情况下的脉冲送至D／A转换器5中，转速越高，输出脉冲个数越多。D／A转换器5中的集成块IC4采用QD451模块，为减少纹波电压，在QD451模块的相加点与输出端之间接有一外接电容C7。通过可变电阻W2、W3，可使QD451模块调整到最佳工作状态。放大器6由集成运算放大器IC5、IC6作直流电压放大，集成运算放大器IC5、IC6均采用F007B，第一级IC5作倒相兼放大，第二极IC6带扩展，可提高带负载能力，即带功率放大，调节可变电阻W4，可使运算放发器IC6的放大倍数在电动机最高转速时，不至进入饱和状态。采用三极管BG5、BG6对输出功率进行放大。运动方向判别器3用来对运转方向进行判别，其由反向器IC1、IC2，D触发器IC3，三极管BG1、BG2构成的射极跟随器组成。反向器IC1和IC2均采用1／6CC4069；D触发器IC3采用1／2CC4013。输出极性选择开关4采用差动放大电路，由三极管BG3、BG4构成，其基极分别由运动方向判别器3中D触发器CC4013的输出Q、Q来控制，如电动机正转Q端输出高电平，Q输出低电平，电动机反转，Q端输出高电平，Q端输出低电平。由功率放大器BG5输出的直流经电阻R3、R4分别送至三极管BG3、BG4的集电极，若三极管BG3导通，则三极管BG3的集电极接近地电位，因三极管BG4截止，故三极管BG4的集电极是高电位，这样，在三极管BG3、BG4的集电极间形成电位差。反之，三极管BG4导通，三极管BG3截止，电位差极性与前相反。电阻Rf为本实用新型的等效负载电阻，当三极管BG3导通，三极管BG4截止时，负载电阻Rf两端产生一个上正下负的电压信号，反之三极管BG4导通，三极管BG3截止，负载电阻Rf两端产生一个上负下正的电压信号。本实用新型的电源7由变压器B、桥式整流电路D1～D2、稳压管Wy1～Wy4及电容C1～C6等构成。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、输出电压线性度高，因为没有触点，输出电压很稳定。
2、输出波纹电压小，使用寿命长。
3、电动机或施转体在转速很高的情况下输出的电压和转速仍是线性关系。
4、成本低，安装简单方便、维护修理更便利。
5、使用范围广泛，只要是在自动控制领域都可以得到合理的应用。可在环境比较恶劣的场合下使用。
6、反应速度快，不象整流子式测速发电机有一定的反转空回，克服了整流子式测速发电机的种种缺点。
7、抗干扰性强，测速精度高。
权利要求1.一种可逆式无触点电子直流测速发电机，包括电源7、其特征在于传感器2分别与运动方向判别器3和D/A转换器5相接，所述运动方向判别器3的输出与输出极性选择开关4相接，所述D/A转换器5的输出经放大装置6与输出极性选择开关4相接。
2.如权利要求1所述的可逆式无触点电子直流测速发电机，其特征在于所述传感器2由霍尔元件H1、H2和一个等距地固定有至少12个磁钢的圆盘8组成；所述运动方向判别器3由反向器IC1～IC2、D触发器IC3、三极管BG1～BG2构成的射极跟随器组成。
3.如权利要求1或2所述的可逆式无触点电子直流测速发电机，其特征在于所述输出极性选择开关4由三极管BG3～BG4构成的差动放大电路组成；所述D／A转换器5由集成块IC4构成。
4.如权利要求3所述的可逆式无触点电子直流测速发电机、其特征在于所述放大装置6由直流电压放大器、输出功率放大器和反馈电阻W4组成，所述直流电压放大器由集成运算放大器IC5～IC6组成；所述输出功率放大器由三极管BG5～BG6组成。
专利摘要一种可逆式无触点电子直流测速发电机，具有电源，传感器分别与运动方向判别器和D/A转换器相接，运动方向判别器的输出与输出极性选择开关相接，所述D/A转换器的输出经放大装置与输出极性选择开关相接。本实用新型测速误差小，精度高，输出电压稳定，使用寿命长。
文档编号H02K29/14GK2107731SQ9123340
公开日1992年6月17日 申请日期1991年12月31日 优先权日1991年12月31日
发明者阎庆敏 申请人:阎庆敏