电子论文-微型直流电动机的PLL控制.pdf

微型直流电动机的P L L 控制 李 峻 r摘薹 J P L L控制是直流 电动机转速控制稳定 性较高的一种控制方式 本文系统地介绍 了 PLL控剖的基本贩理及控翩电路 对二种专用集成锁相 电路在 直流电动机中的应用作了详细介绍 从中可 以看出 采用P LL控制直流电动机转速是极为理想的 r关羹 调 J直 流 电动 机转速 控 制P LL 微型 直流 电动机是用 于生产机械 仪器 仪表 家用电器 和办公 设备的 一种 重要电 气 元件 在使用 时 对于一 些要求较高的 电 子设备 为了得到正确而高稳定性的转速 可 以采用相位锁 定环 P h a s e Lo k e d Lo o p 控制系统 简称P L L控制 一 P LL控制 的基本原理 P LL控制是直流 电动机高 稳定 性 高精 度的一种 控制方法 在P L L控制 电路之中 根据相位比较器的构成方法 有模拟P L L 控 制与数字P L L 控制两种形式 P L L 控制的基 本原理如图 1 所示 系统主要由 相 位 比 较 辅 转建发屯机 图1 直流电动机 P LL控制框图 器 积分 电路 驱 动放 大器 波形整形 电路 及直流 电动机 转速 发 电机组成 相 位比较器 输入两个信号 一个是输入给定信号 另一 本文 1 9 9 0 年 1 2月1 8只收到 26 个是转速反馈信号 如输入给定信号为一个 可 以调节的直流 电压 量 则称 为模拟 P LL控 制 如输入给定信号为基准振荡器的频率 称 为数 字P LL控制 只 要基准振荡器 的频 率 稳定 电动机 的转速随 之稳 定 数字P LL 控 制因 电路 容易构成 能 采用专用集 成电路 使控制电路易于简单化 微型化 轻量化和 具有高可靠性而 被广泛使用 最简单的电子P LL 电路的原理图如图 2 所示 图 中基 准振荡器 OS C 的信号 O g C 超 前转速反馈信 号 c 2 两个 信号输 入 异 或门 得到 c比较输出 在这里如 r 因某 兰墨苎警 肆冲宽l电一 藩 c转道嚣电机的岳母 r T r 磊 I b I l 成分 圈2 基本的P L L电路 维普资讯 种原因而发 生相 位偏 差 的下降部分 边 缘会 以b的下降部分为中心 作前后移动 比较输 出 c的 占空 比随之变 化 这种变动通 过 D A转换器 以及取样 和保 持型的脉冲宽 度 电压转换电路 转换为直流电压 二 个信号的相位差能以直流电压的变化D来检 出 甩这种 相位 差产生的直流 输出 D驱 动微 电机 当f o s c f 时 直流输出D就变大j 当 f o s c 1 0 0 0 r p m C档 l l k Hz 5 0 0 r p m 2 可 以细调转 速的分 步 式 PLL控制 干 用分段式的分频方法 能使电动机的转速 n为2 0 0 0 r p m 1 0 0 0 r p m 5 0 0 r p m 但是 在 实际应用 中常常需要 电机的转速在微 小的范 围 内也能进行调整 既 以特定 的转速为中心 使 电机转速作 几 的微 调 整 如 给 定 转速 为5 0 0 r p m 可 以这个 转速 为 中 心 细 调 转速为5 1 0 或4 9 0 r p m 要达到这个 目 地 在PLL 可 变控 制 电路中需要使用 频 率 合 成 器 频率台成器 的原理框图如图1 O 所示 图 中 为P LL控 制 电路 中石英 晶体振 荡 器 产 生的基准振荡频率 是 电压控 制 振 荡 器 VC O 的输出 如可编程式计数 器 的 分 频 比 VCO的输 出 这 种 电 路可设计成任意的分频器 合成器的频率输 出可 以使分 频比 设定为 2 9 9 圉1 0 频率台成 器的构成 这种细调分步式电路如欲调 节 范 围 更 大 可使用电动机节距控制用的 集 成 电 路 MS M5 8 2 0 RS 这种 集成 电路能把 基准 输入 频率 变为 9 9 0 1 节 距 以 及 6 0 O 2 节 距 的可变输 出频 率 这种集成 电路组成的细调分步式P LL 控制电 路被用 于 电唱机 速度微诃 内部有 转速指 示 电路 三 结 束语 PLL控 制是直 流 电动机 的几 种 控 制 方 式 中转速稳定性较高的一种控制方式 由于 在 电路 中采用 了专用集成 电路 使控 制 电路 更加简单可靠 PLL控 制还可 以和直流 电动 机 的其 它控制方 法组 合 如PLL控 制 与 F G 伺服组台 P L L 控制与P WM控制组 合 这 些复合控翩使直流电机调速性能更为理想 当电机的负载转矩在相当大的范围变化时 转速也能达到0 0 0 1 以内的稳定度 参考文献 1 上提牧 电机研 究所塘 镦特 电机 上 海科 学拄木 出 版 社 1 g 8 3 2 许 中平 黄擅嘉 编译 控黼 甩电曲 机应 甩 垒 华科 技图书股份宥限公司 1 9 7 6 4 3 橱兴 瑶 电曲机调 逮的原 理厦 系统 水 力 电力出 糖 社 1 9 7 g 西安变通大学霸 控镧电机 国防工 业 出 版 社 1 日 7 g 7 科研成果鉴定信息 由机电部2 1 所为迅选 电梯公司研制的7 5 C Y0 0 1 永磁直流测速发电机 于1 9 9 1 年 7月1 2 日存沪通过 骧 定 该 产 品用于 MI CONI C