armok 发表于 2008-5-3 00:00:00

PWM控制变频器调速的研究（转载）

开年了，潜水太久了，趁现在有点时间和空间，也应该出来透透气了。

准备入手风冷无刷主轴和变频器，所以先来研究一下PWM控制变频器调速的方法。



预备：先来看看Mach3中文手册对控制主轴的PWM信号的解释。



http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432120.jpg
图1 (原文件名:showimg-1.jpg)



由此我们可以得知，Mach3是可以使用脉宽调制的PWM来控制主轴速度的。使用这种方法脉冲的占空比是直接决定电机速度的。


经验可知电脑LPT的输出脉冲电压范围为0-5V，为标准TTL电平。


这样我们就以前可以得知Mach3在并口输出的PWM信号是什么样的一种脉冲方波。


查阅多个变频器的手册得知，一般都有模拟电压指令接口，也就是在这接口上输入0－10V的模拟电压就可以控制变频器速度从零到最高速无级过渡。



http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432121.jpg
图2 (原文件名:showimg-2.jpg)



到这里我们就可以得出，只要把0-5V的方波转换成0-10V的模拟电压就可以实现我们想要的目的。


仿真：在这里我的想法是使用RC电路先把方波转换成尽可能接近直线波形，再把得到的电压值用2倍增益的运放放大。这样就可以得到0－10V的模拟电压值。


下图是电路原型在EWB5的仿真结果。输入端是0-4V方波占空比为50%，频率50HZ。最终输出为3.96－4.03，有0.07V的波动。加大输入端电容值可以使波动减小。用RC电路虽然精度不高，但价格便宜，制作方便，在DIY 应用是十分合适。

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432122.jpg
图3 (原文件名:showimg-3.jpg)

实际电路测试：为验正电路的可行性，利用手头上有的德州仪器生产的NE5532P制作实验用电路。实际测试电路如下图。


http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432123.jpg
图4 (原文件名:showimg-4.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432124.jpg
图5 实验用电源 (原文件名:showimg-5.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432125.jpg
图6 实验用示波器 (原文件名:showimg-6.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432126.jpg
图7 实验中的电路板 使用单片机应用板生成所需的脉冲信号 (原文件名:showimg-7.jpg)

实验结果：
电路焊接无误后，在板上加载10V电源，测试输出电压不为0，约为1.4V

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432130.jpg
图835%正占空比测试，示波测量值如下图，输出电压约为3.2V，测试信号频率为92HZ，输出电压波动极小(原文件名:showimg-8.jpg)



http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432128.jpg
图9 100%正占空比测试，示波测量值如下图，输出电压约为9.4V(原文件名:showimg-9.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_432129.jpg
图10 68%正占空比测试，示波测量值如下图，输出电压约为6.1V，信号频率为2Hz，输出电压波动较大(原文件名:showimg-10.jpg)

由此我们可以看到这个电路在理论计算和实际使用的所存在的问题
1，最小输出电压不能达到0，约为1.4V（没有测试其它运放）。也就是在调速时最小速度约为15%全速。
2，最大输出电压只能达到9.5V，电源10V时。
3，当频率过低时输出电压波动较大。

在业余使用的情况下，对主轴速度调整精度要求并不高的时，是可以使用这个电路。如果需要速度能0－全速则需要继续改进此电路。


http://www.cdle.net/bbs/dispbbs.asp?boardid=46&Id=25283

myworkmail 发表于 2009-8-25 15:51:54

网址到底是什么啊？***是什么意思

gxy508 发表于 2009-12-18 13:37:37

mark

xiaolei0428 发表于 2010-1-2 21:11:22

mark

lengmo 发表于 2010-1-4 00:15:25

mark

xiaobendan 发表于 2010-1-4 08:14:00

只能记号，禁止讨论，^_^
很多变频器的电位器的下端不是0V，而是5V，就是说中心点是5-10V变化的

hbpssjz 发表于 2010-2-18 00:04:00

mark!随时学习

cavalryman 发表于 2010-3-2 13:10:25

mark!随时学习

djl310 发表于 2010-3-13 18:09:38

学习

qi_anxiangqian 发表于 2010-7-30 17:54:49

太好了

tuowai 发表于 2010-8-2 20:45:45

如果是控制变频器的话，不是非要0-10V不可的，可以是0-5V或其他的也可以，因为变频器里一般都会有参数可以设置的！可以调整的！

weiliang08 发表于 2010-9-29 11:14:52

mark

hymculolo 发表于 2010-10-10 16:32:34

mark

tangwei039 发表于 2010-11-25 22:04:49

mark

leolink 发表于 2010-11-26 23:17:29

好贴，mark

mcuandme 发表于 2011-3-25 10:01:52

裤

nbc327 发表于 2011-3-26 00:05:17

看看！

l0op 发表于 2011-3-29 00:12:06

mark

gloryzkl 发表于 2011-5-2 00:51:51

mark

hymculolo 发表于 2011-5-5 12:06:46

嗯，好贴。

hebill 发表于 2011-8-23 21:22:15

mark

wear778899 发表于 2011-8-29 16:18:07

为什么图片都看不见了

gusigusi 发表于 2012-1-19 18:26:05

记号

dingliming 发表于 2012-1-19 20:14:03

不错啊

bergson 发表于 2012-1-20 01:24:13

学习下，以前学过的，都全忘记了。
页: [1]
查看完整版本: PWM控制变频器调速的研究（转载）