[實用新型]一種用于數控機床工作臺或主軸的無級調速裝置

有效

• 申請號: 201220601328.5
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN202906817U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 夏筱筠;霍淑蘭;郭建;陸迺田;李南
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司
• 主分類號: H02P7/28
• 分類號: H02P7/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本實用新型屬于一種用于數控機床工作臺或主軸的無級調速裝置，適合在數控機床領域使用，具體地說是一種對機床主軸等進行無級調速的電路。

背景技術

數控技術是體現國家綜合國力水平的重要基礎性產業，機床的數控化率是衡量一個國家制造業現代化程度的核心標志。然而數控加工精度沒有保證就直接嚴重影響了我國制造業的發展。目前為了提高機床數控系統的加工精度，生產出高精度高水準的零件對各個行業有著至關重要的作用，所以設計者必須對數控系統的加工精度進行提高，而提高數控系統的加工精度最直接的方式就是提高數控系統的調速裝置的進給精度?，F有的機床調速裝置存在結構復雜、本身消耗功率大、所提供的輸出電流具有較大的脈動分量，存在電流斷續現象，且失控時間和死區電壓較大，結果限制了系統的頻帶寬帶和調速范圍，嚴重制約了我國制造業的發展。

實用新型內容

針對現有技術中直流伺服控制器的驅動電路復雜、驅動本身消耗的功率大等不足之處，本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、小功率的直流伺服驅動裝置。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：一種用于數控機床工作臺或主軸的無級調速裝置，包括：速度調節器、電流調節器、三角波發生器、脈寬調制解調器、晶體管功放電路、電流信號放大器和測速反饋電路；所述速度調節器、電流調節器、脈寬調制解調器和晶體管功放電路順序連接；三角波發生器與脈寬調制解調器連接；電流信號放大器輸入端與晶體管功放電路的輸出端連接，電流信號放大器輸出端與電流調節器輸入端連接；用于測量電機轉速的測速反饋電路的輸出端與速度調節器的輸入端連接；

速度調節器：用于將上位機的速度給定信號和測速反饋電路的反饋信號進行比較的差值放大，再輸出至電流調節器；

電流調節器：用于將速度調節器的輸出與電流信號放大器輸出之差值進行放大，再輸出至脈寬調制解調器；

脈寬調制解調器：將電流調節器的輸出信號和三角波發生器的輸出進行比較，并將生成的脈沖信號輸出至晶體管功放電路；

晶體管功放電路：將PWM信號進行多級放大，生成的控制信號輸出至電流信號放大器和電機。

所述速度調節器采用運算放大器2N1A；運算放大器2N1A的反相輸入端與上位機、測速反饋電路的輸出端連接，正相輸入端與反相輸入端間連有由二極管V1、V2組成的保護電路，運放2N1A反相輸入端與輸出端之間連有比例積分電路；其參考電壓正端連接正電壓，其參考電壓負端連接負電壓，輸出端依次經過由電阻R8和電容C3的濾波電路、電阻R9與電流調節器的輸入端連接。

所述電流調節器采用運算放大器1N1A；運算放大器1N1A反相輸入端與速度調節器的輸出端連接，還與電流信號放大器輸出端連接，正相輸入端通過電阻R10、R4與運算放大器2N1A的正相輸入端連接，1N1A的參考電壓正端連接正電壓，其參考電壓負端連接負電壓，1N1A的輸出端通過電阻R21與脈寬調制解調器連接。

所述三角波發生器采用運算放大器2N2B；運放2N2B的參考電壓正端連接正電壓，其參考電壓負端連接負電壓；運算放大器2N2B的反相輸入端經電容C5、電阻R4與運算放大器2N1A的正相輸入端連接，還經過電阻R16與運放2N2B輸出端連接；運放2N2B正相輸入端經電阻R18、R4與運算放大器2N1A的正相輸入端連接，其正相輸入端還通過電阻R17與輸出端連接；運放2N2B輸出端通過由電阻R19和電容C8組成的濾波電路、電阻R20與脈寬調制解調器連接。

所述脈寬調制解調器采用運算放大器1N2B；運放1N2B的參考電壓正端連接正電壓，其參考電壓負端連接負電壓；運放1N2B的反相輸入端通過電阻R23與正電源連接，還與三角波發生器的輸出端連接；運放1N2B的正相輸入端與電流調節器的輸出端連接；運放1N2B的輸出端連接通過保護電路與晶體管功放電路連接。