數字控制電路

鎖相環(huán)數字調速?

　直流電動(dòng)機鎖相環(huán)數字調速系統是一種典型的數字控制電路。

鎖相技術(shù)應用在電動(dòng)機的速度控制上，已發(fā)展成為一種獨特的高精度的調速方法。當系統鎖定在給定頻率時(shí)，調速精度可達

約比普通調速方法精確100倍。鎖相環(huán)由鑒相器、低通濾波器及壓控振蕩器組成(圖1)。當輸入信號與反饋信號鎖定時(shí)，二者具有相同的頻率，即

，但有恒定的相位差。如果相位差偏離了給定的值，甚至有頻率差，則通過(guò)鑒相器（一種相位頻率比較裝置）可以將偏差檢測出來(lái)，再通過(guò)低通濾波器送到壓控振蕩器中去。壓控振蕩器的輸出頻率隨輸入電壓大小而變化。當壓控振蕩器的輸出頻率fi低于給定頻率fs或者相位滯后于給定頻率的相位超過(guò)某一數值時(shí)，鑒相器輸出誤差電壓就增加，經(jīng)過(guò)低通濾波器使壓控振蕩器的輸入電壓和輸出頻率也隨之增加，從而實(shí)現頻率和相位的自動(dòng)調節。

電動(dòng)機轉速自動(dòng)調節?

　上述原理可以應用到電動(dòng)機轉速的自動(dòng)調節上，其中壓控振蕩器用功率放大變流裝置、電動(dòng)機以及軸角編碼器等代替，這些裝置的總作用也是輸出頻率與輸入電壓成正比。這樣也可以構成一種具有鎖相環(huán)的調速系統（圖2）,

數字控制電路

鑒相器采用MC4044電路，其輸出經(jīng)過(guò)低通濾波器后加至電動(dòng)機驅動(dòng)級電路。編碼器為盤(pán)式光電結構，在與電機軸相連的塑料圓盤(pán)周緣上均勻開(kāi)有36個(gè)孔，因此編碼器每轉一周發(fā)出36個(gè)脈沖，亦即每弧度近似有5.73個(gè)脈沖。若電動(dòng)機角速度Ω用

表示，則編碼器每秒輸出5.73Ω個(gè)脈沖。為了得到與給定轉速成比例的頻率，采用將編碼器輸出脈沖頻率分頻的辦法，即利用可控分頻器，其分頻系數N通過(guò)以十進(jìn)位制數碼表示的拔碼開(kāi)關(guān)來(lái)改變。經(jīng)過(guò)N倍可控分頻器后反饋到鑒相器輸入端，因此反饋頻率fi為每秒5.73Ω/N，實(shí)際電機角速度

，電機轉速為

因此，當給定頻率fs等于反饋頻率fi時(shí)，電動(dòng)機的轉速為1.67Nfi。分頻器分頻數N可以通過(guò)手動(dòng)或電子控制方式來(lái)改變。若輸入基準頻率fs為每秒200個(gè)脈沖，則當N由1變到9時(shí)電機的調速范圍為200～1800r/min。

參考書(shū)目

馮信康、楊興瑤編譯：《電力傳動(dòng)控制系統原理與應用》，水利電力出版社，北京，1985。