数字控制电路

锁相环数字调速 

　直流电动机锁相环数字调速系统是一种典型的数字控制电路。

锁相技术应用在电动机的速度控制上，已发展成为一种独特的高精度的调速方法。当系统锁定在给定频率时，调速精度可达

约比普通调速方法精确100倍。锁相环由鉴相器、低通滤波器及压控振荡器组成(图1)。当输入信号与反馈信号锁定时，二者具有相同的频率，即

，但有恒定的相位差。如果相位差偏离了给定的值，甚至有频率差，则通过鉴相器（一种相位频率比较装置）可以将偏差检测出来，再通过低通滤波器送到压控振荡器中去。压控振荡器的输出频率随输入电压大小而变化。当压控振荡器的输出频率fi低于给定频率fs或者相位滞后于给定频率的相位超过某一数值时，鉴相器输出误差电压就增加，经过低通滤波器使压控振荡器的输入电压和输出频率也随之增加，从而实现频率和相位的自动调节。

电动机转速自动调节 

　上述原理可以应用到电动机转速的自动调节上，其中压控振荡器用功率放大变流装置、电动机以及轴角编码器等代替，这些装置的总作用也是输出频率与输入电压成正比。这样也可以构成一种具有锁相环的调速系统（图2）,

数字控制电路

鉴相器采用MC4044电路，其输出经过低通滤波器后加至电动机驱动级电路。编码器为盘式光电结构，在与电机轴相连的塑料圆盘周缘上均匀开有36个孔，因此编码器每转一周发出36个脉冲，亦即每弧度近似有5.73个脉冲。若电动机角速度Ω用

表示，则编码器每秒输出5.73Ω个脉冲。为了得到与给定转速成比例的频率，采用将编码器输出脉冲频率分频的办法，即利用可控分频器，其分频系数N通过以十进位制数码表示的拔码开关来改变。经过N倍可控分频器后反馈到鉴相器输入端，因此反馈频率fi为每秒5.73Ω/N，实际电机角速度

，电机转速为

因此，当给定频率fs等于反馈频率fi时，电动机的转速为1.67Nfi。分频器分频数N可以通过手动或电子控制方式来改变。若输入基准频率fs为每秒200个脉冲，则当N由1变到9时电机的调速范围为200～1800r/min。

参考书目

冯信康、杨兴瑶编译：《电力传动控制系统原理与应用》，水利电力出版社，北京，1985。