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霍爾傳感器在電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用

時(shí)間:2021-03-18 點(diǎn)擊次數(shù):

針對(duì)電機(jī)、機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速檢測(cè)及性能優(yōu)化,提出了基于霍爾傳感器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),以單片機(jī)為主控制器,實(shí)現(xiàn)無接觸測(cè)量和LED顯示,實(shí)現(xiàn)電機(jī)超速時(shí)系統(tǒng)報(bào)警的設(shè)計(jì)思想。然后根據(jù)霍爾傳感器的馬達(dá)測(cè)速電路設(shè)計(jì)及調(diào)試結(jié)果,證明了優(yōu)化設(shè)計(jì)的硬件電路部分及軟件程序完全有效、可靠,不僅滿足了整體設(shè)計(jì)的要求,而且實(shí)現(xiàn)了馬達(dá)測(cè)速精度的非接觸測(cè)量和性能監(jiān)測(cè)。

在電動(dòng)機(jī)、機(jī)床主軸、交通工具動(dòng)力系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量,是電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行和穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證,也是根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的首要條件。如馬達(dá)、造紙機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)等馬達(dá)設(shè)備都能控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,采集和控制目標(biāo)速度值必須連續(xù)進(jìn)行,保證系統(tǒng)的安全性。并能對(duì)目標(biāo)的速度進(jìn)行檢測(cè)和顯示。但實(shí)現(xiàn)非接觸、高精度的速度測(cè)量一直是傳感器研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。為此,本文設(shè)計(jì)了一種以MSP430單片機(jī)為核心,基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量與控制系統(tǒng)。其顯著優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng),傳輸錯(cuò)誤率低,實(shí)現(xiàn)了非接觸、離線、高精度的系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)。

荷爾感應(yīng)器

霍爾傳感器,霍爾傳感器一般用于溫度變化范圍可達(dá)-40℃~150℃的大范圍環(huán)境中。主要電路包括信號(hào)放大電路、溫度補(bǔ)償電路、輸出波形調(diào)整的斯密特觸發(fā)器等,并配以溫度補(bǔ)償電路,具有較強(qiáng)的抗干擾能力。而且霍爾傳感器芯片體積小,穩(wěn)定性好(如圖1),抗干擾能力強(qiáng)。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子附近安裝小型霍爾傳感器,在待測(cè)轉(zhuǎn)子上安裝磁鋼。在測(cè)量時(shí),磁鋼與轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng),其周圍磁場(chǎng)會(huì)周期性地變化,從而產(chǎn)生周期性的霍爾電壓變化。所以,在測(cè)量電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳感器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),通過電路分析,產(chǎn)生相應(yīng)頻率的脈沖信號(hào),并將其輸出到計(jì)數(shù)器或計(jì)數(shù)裝置中,用計(jì)數(shù)脈沖數(shù)來反映電機(jī)的速度。

硬線設(shè)計(jì)

傳感器的速度測(cè)量部分,信號(hào)放大和濾波電路,MSP430單片機(jī)系統(tǒng),LED顯示電路,報(bào)警電路,串行通訊電路,電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)電路,電源電路等。以上電路的各個(gè)部分共同完成信號(hào)的采集、信號(hào)的調(diào)整、信號(hào)的單片機(jī)輸入和單片機(jī)輸出。

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