專利名稱：熔融石英爐旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及控制器，具體涉及一種熔融石英爐旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制器。
背景技術(shù)：
目前，市場上使用的熔融石英爐的旋轉(zhuǎn)裝置大多是機械結(jié)構(gòu)，使用過程中磨損較嚴重，而且在不同的環(huán)境和場合，常常根據(jù)實際情況希望能調(diào)節(jié)石英爐轉(zhuǎn)動的角度和速度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于:提供一種熔融石英爐旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制器，用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)石英爐360度內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)和速度調(diào)節(jié)。本實用新型的技術(shù)解決方案是:熔融石英爐安裝在旋轉(zhuǎn)體上，旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸聯(lián)接電機，其特征是:電機連接控制器，AVR169單片機、AS5040傳感器和3966驅(qū)動芯片依電回路方式連接構(gòu)成控制器，AS5040傳感器安裝在熔融石英爐上。工作時，AS5040傳感器測得石英爐的速度信號并反饋到AVR169單片機，單片機根據(jù)控制算法將控制量以PWM的形式輸出驅(qū)動直流電機，實現(xiàn)根據(jù)設定值的調(diào)節(jié)，使石英爐以一定的速度并且角度在設定值范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。本實用新型具有以下優(yōu)點:1、采用脈寬調(diào)制直流調(diào)速，調(diào)速精度高，響應速度快，調(diào)速范圍寬，耗損低，實現(xiàn)石英爐360度內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)和速度調(diào)節(jié)。2、AVR169單片機是新一代RISC結(jié)構(gòu)微控制器，具有高性能、低功耗、非易失性和CMOS技術(shù)特點，AVR169還具有32個寄存器和豐富的指令集，帶有四路8/9/10位PWM功能的16位定時器，8道的10位ADC，16KB可編程Flash，1KBSRAM,可以擦寫10000次，接近IMIPS/MHZ的運行速度。3、AS5040傳感器是世界上最小的10位多輸出旋轉(zhuǎn)磁性傳感器，是將現(xiàn)場傳感霍爾(Hall)元件、Α/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理和輸出接口集成到單個芯片的系統(tǒng)級芯片，利用其包含的小磁體，通過磁體的360度旋轉(zhuǎn)探測1024個絕對位置，即每360度提供10位分辨率的1024個絕對位置，同時提供積分A/B、單通道和U-V-W交換三種不同的增量輸出模式，既可根據(jù)用戶的特定要求設置，也可設置為脈寬調(diào)制(PWM)輸出信號，PWM數(shù)字輸出所需外部元件最少，使用方便簡單。1.2旋轉(zhuǎn)編碼器AS5040接口電路設計4、AS5040傳感器把圓周分成1024份，當轉(zhuǎn)離初始位置后，PWM_LSB端輸出PWM脈沖；在O位置處，對應高電平寬度為lus，位置每加1，PWM高電平脈寬相應增加Ius ;通過對電機PWM的控制來控制電機的轉(zhuǎn)動，而AS5040傳感器隨電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，根據(jù)LSB端口輸出脈沖計數(shù)得出石英爐旋轉(zhuǎn)速度的變化，通過檢測PWM_LSB輸出脈沖得出此時刻轉(zhuǎn)動的位置。5、169 AVR單片機輸出的脈寬調(diào)制PWM信號經(jīng)過功率放大驅(qū)動電機，采用的是3966驅(qū)動芯片，雙極性工作方式，在一個PWM周期內(nèi)電機電樞兩端的電壓呈正負變化，由PI控制算法進行速度調(diào)節(jié)。

圖1是本實用新型的控制器原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，熔融石英爐安裝在旋轉(zhuǎn)體上，旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸聯(lián)接電機，其特征是:電機連接控制器，AVR169單片機、AS5040傳感器和3966驅(qū)動芯片依電回路方式連接構(gòu)成控制器，AS5040傳感器安裝在熔融石英爐上。其工作原理為:把AS5040傳感器裝在石英爐上，感應石英爐轉(zhuǎn)過的角度與初始位置的夾角，計算出當前石英爐的速度，在下一個采樣周期到來時，AS5040測得的速度信號及電機位置反饋信號通過AS5040接口反饋到AVR169單片機，單片機再根據(jù)給定的運動速度與速度的反饋信號相減，得出偏差，給定的位置信號與電機目前的位置信號進行比較，經(jīng)過防積分飽和的控制算法得出控制量，單片機最終將控制量以PWM的形式輸出，經(jīng)過3966驅(qū)動芯片功率放大，驅(qū)動直流電機，進入下一個采樣周期，實現(xiàn)根據(jù)設定值的調(diào)節(jié)，使石英爐以一定的速度并且角度在設定值范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求1.熔融石英爐旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制器，熔融石英爐安裝在旋轉(zhuǎn)體上，旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸聯(lián)接電機，其特征是:電機連接控制器，AVR169單片機、AS5040傳感器和3966驅(qū)動芯片依電回路方式連接構(gòu)成控制器，AS5040傳感器安裝在熔融石英爐上。
專利摘要本實用新型公開了熔融石英爐旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制器，熔融石英爐安裝在旋轉(zhuǎn)體上，旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸聯(lián)接電機，電機連接控制器，AVR169單片機、AS5040傳感器和3966驅(qū)動芯片依電回路方式連接構(gòu)成控制器，AS5040傳感器安裝在熔融石英爐上。AS5040傳感器測得石英爐的速度信號并反饋到AVR169單片機，單片機根據(jù)控制算法將控制量以PWM的形式輸出驅(qū)動直流電機，實現(xiàn)根據(jù)設定值的調(diào)節(jié)，使石英爐以一定的速度并且角度在設定值范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。本實用新型采用脈寬調(diào)制直流調(diào)速，調(diào)速精度高，響應速度快，調(diào)速范圍寬，耗損低，實現(xiàn)石英爐360度內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)和速度調(diào)節(jié)。
文檔編號H02P7/29GK202949386SQ201220638888
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者張冠男, 馬建偉 申請人:河南科技大學東海硅產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)研究院