[實用新型]用于色差選別的SPWM調制波振動器

無效

• 申請號: 200920187442.6
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN201493240U
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 鄭力新
• 申請（專利權）人: 安徽捷迅光電技術有限公司
• 主分類號: B06B1/04
• 分類號: B06B1/04;B07C5/02;B65G27/24;B07C5/342
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 宣圣義

技術領域

本實用新型涉及一種用于色差選別機的專用振動器。

背景技術

目前，色差選別機(color?sorting?machine)用的電磁振動器一般都是采用單相交流的可控硅驅動，由于采用交流220V驅動，其與機械振動片的共振點為50hz左右，振動頻率低、諧波干擾大，振動均勻度差，故對進入接料斗的物料振動下落造成了不利的影響。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種振動頻率較高、諧波干擾小、振動均勻的用于色差選別的SPWM調制波振動器。

其技術方案是：一種用于色差選別的SPWM調制波振動器，其特征在于：由單片機產生輸出的SPWM波信號，經過光電耦合器耦合后，分別接入半橋驅動器的輸入端，半橋驅動器的輸出處端與H橋功放電路的輸入端連接；H橋功放電路的輸出端與電磁振動器的線圈連接；電磁振動器鐵芯的一端和第一組機械振動片的一端固定在“U”型金屬連接器的一端，“U”型金屬連接器的另一端與第二組機械振動片的一端連接固定，“U”型金屬連接器的中間與接料盤連接固定；第一、第二組機械振動片的另一端和電磁振動器的外殼分別連接固定在支架上。

上述單片機產生輸出的SPWM波信號由上位機通過通信接口控制。

其技術效果是：由于SPWM波的特點是既可以變頻，又可以改變幅值，故先通過調整提高機械振動片的頻率，然后，再通過修改單片機程序中的頻率設置，使單片機輸出的SPWM波的頻率和電磁振動的頻率與機械振動片組的頻率處于共振范圍，通過上位機調節SPWM波的幅度，就可以調節其振動量。因此，本實用新型的SPWM調制波振動器具有很高的靈活性和適應性，其與現有的電磁振動器相比，振動頻率由50Hz提高到100Hz，諧波干擾小，下料振動的均勻度得到了很大的提升；且機械振動片的安裝兼容了常規的做法，易于實現常規振動器向新型SPWM波振動器的改造。

附圖說明

圖1是本實用新型的電原理框圖；

圖2是穩壓電路電原理圖；

圖3是單片機電原理圖

圖4是通信接口電原理圖；

圖5是光電耦合和H橋驅動電原理圖；

圖6是電磁振動器和機械振動片的連接關系示意圖。

具體實施方式

如圖1、3所示，本實施例中，單片機采用新華龍生產的C8051F330芯片。該芯片具有3路PCA模塊和4個定時器，可產生5路獨立可調的SPWM波。SPWM波的發生采用對稱采樣法，即把一個正弦半波周期分成16個三角波周期，載波比為16，通過在程序初始化時先把正弦波分為16等分，計算出各個點的值，再利用精簡公式t_pw＝T_s(1+αsinω₁t)/2算出每個高低脈沖的時間，通過中斷處理函數就可以將脈沖發到I/O口了。單片機的P0.0和P0.1管腳產生出的SPWM波信號，兩者互為反邏輯。即P0.0輸出高電平時，P0.1輸出為低電平；P0.0輸出低電平時，P0.1輸出高電平。

光電耦合器(見圖5)采用兩塊TLP250芯片，其輸入端的第3腳分別與單片機P0.0和P0.1管腳連接，其輸出端的第7腳分別接入半橋驅動器的輸入端。

半橋驅動器采用兩塊IR2103芯片。該芯片的7腳和5腳互為反向邏輯，最終驅動H橋上的兩個功率場效應管IRF840，其中一個導通時，另一個必然關閉。

H橋功放電路的輸出，通過設置在H橋臂中間的插座J6與電磁振動器6的線圈62連接。電磁振動器6(見圖6)鐵芯63的一端和第一組機械振動片1的一端固定在“U”型金屬連接器4的一端，“U”型金屬連接器的另一端與第二組機械振動片2的一端連接固定，“U”型金屬連接器的中間與接料盤3連接固定；第一、第二組機械振動片另一端和振動器的外殼61分別連接固定在支架5上。

上述單片機產生輸出的SPWM波信號，由上位機通過通信接口MAX3221控制。

上述單片機C8051F330和通信接口的工作電源VCC，由選別機上的開關電源經插座J1接入穩壓集成塊AS1117，經穩壓后提供(見圖2)。光電耦合器的供電電源VCC1由插座接入。H橋的電源電壓VDD為交流220V用常規的橋式二極管整流濾波后獲得。插座J4是個標準的9芯串口座D139，上位機的串口通過它接到通信接口MAX3221，經過MAX3221的電平轉換(見圖4)，形成TX和RX信號，接到單片機的16和17腳。插座J5為單片機的程序寫入口，即標準的GTAG口。單片機的程序可由此口用專門的燒寫器寫入和固化。

其工作過程：系統上電后，上位機通過插座J4和通信接口MAX3221向單片機C8051F330發出振動量參數和啟動控制命令，單片機的P0.0和P0.1管腳產生SPWM波信號，當P0.0為高電平時，P0.1輸出低電平，左側光電耦合器的7腳輸出低電平，而右側光電耦合器的7腳輸出高電平；接著，左側光電耦合器的HD輸出低電平LO輸出高電平，右側光電耦合器的HD輸出高電平，LO輸出低電平；H橋左側的功率場效應管IRF840關斷，下部的IRF840導通，右側上部的IRF840導通，下部的IRF840關斷。導致VDD正端電壓從右往左加到J6所接的振動器的線圈上。反之，則反，即VDD正端電壓從左往右加到J6所接的線圈上，于是，線圈和得到正反兩個方向的脈沖波。顯然，脈沖波形的脈沖寬度取決于P0.0、P0.1電平的寬度，而該寬度大小是單片機按正弦波調制的規律計算的結果。因此，該脈沖波即為理論上的SPWM波。電磁振動器的線圈在SPWM波的激勵下產生磁場，吸動鐵芯，與連接在一起的第一組機械振動片1、第二組機械振動片2、“U”型金屬連接器4、支架5和接料盤3產生共振，使得接料盤上的物料可順著落料口31順利流出。