隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各種智能化的產(chǎn)品都在追求產(chǎn)品的便攜性、低成本以及低電能損耗。近年來(lái)，隨著稀土永磁材料的出現(xiàn)和發(fā)展，永磁電機(jī)也得到迅速發(fā)展。永磁直流電機(jī)具有調(diào)速性能好，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，易于控制等優(yōu)點(diǎn)，從而得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，如。

通過(guò)橋式整流獲得12v直流電，由穩(wěn)壓集成塊im317輸出1.25v ~9v可調(diào)直流電壓，作為大功率三極管的基極電壓，控制三極管的導(dǎo)通狀況從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并具有一定的穩(wěn)定作用。但是由于該電路采用的是串聯(lián)型降壓方式，而電機(jī)通常在中等偏下轉(zhuǎn)速運(yùn)行，只需很小的工作電壓，三極管上的壓降可以達(dá)到5v ~11v.因此整個(gè)系統(tǒng)能量利用率很低，并且需要較大功率的三極管和比電機(jī)輸出功率大得多的變壓器。三極管上由于要消耗較多的能量，而使控制箱有很高的溫度，易造成功率管被燒壞?；谶@方面考慮，本文對(duì)原控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。采用小功率可控硅進(jìn)行原邊調(diào)壓，并且通過(guò)霍爾傳感器控制電路穩(wěn)定電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因而克服了上述控制方式的缺點(diǎn)，同時(shí)也可測(cè)量攪拌速度。

2改進(jìn)的攪拌器控制系統(tǒng)改進(jìn)的攪拌器控制電路如所示，由信號(hào)檢測(cè)電路、信號(hào)放大電路和主控制回路三部分組成。

改進(jìn)的攪拌器控制系統(tǒng)框圖霍爾傳感器具有價(jià)格低廉、體積小、可靠性高、響應(yīng)速度快、磁特性靈敏等特點(diǎn)。本系統(tǒng)速度檢測(cè)采用廉價(jià)的霍爾傳感器，在電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸末端安裝小磁鐵片，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小磁鐵片每經(jīng)過(guò)一次霍爾傳感器便產(chǎn)生一次脈沖，信號(hào)檢測(cè)電路便得到包含有電機(jī)轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)f將f通過(guò)fv轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的輸出電壓‘用數(shù)字毫伏電壓表測(cè)定k而得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速；再經(jīng)放大電路放大可作為控制回路的輸入信號(hào)，從而對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

根據(jù)采樣脈沖數(shù)和經(jīng)過(guò)的時(shí)間，可以計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。若每轉(zhuǎn)一周傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)為mt時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為n電機(jī)轉(zhuǎn)速為n則傳感器脈沖的頻率為：=6，轉(zhuǎn)速為：這種方法雖然t能夠測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速，但不直觀，本文通過(guò)fv轉(zhuǎn)換電路，使其能直觀的讀出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2.1信號(hào)檢測(cè)及fv轉(zhuǎn)換霍爾傳感器得到的電壓脈沖信號(hào)脈沖寬度是隨轉(zhuǎn)速的變化而變化的，必須對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行整形。脈沖整形電路如所示。

利用廉價(jià)的555定時(shí)器和外部電路構(gòu)成f/v轉(zhuǎn)換電路。首先r2、r4使得a點(diǎn)電壓平衡在vv的值略大于，此時(shí)555定時(shí)器輸出端3腳為低電平，當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)，霍爾傳感器2、3腳接通，a點(diǎn)通過(guò)電容c，接地，同時(shí)對(duì)c，充電，使得輸入端2腳電壓降低，此時(shí)555定時(shí)器輸出為高電平，當(dāng)g充電到一定值后，555定時(shí)器輸出為低電平。r，r3使得a、b點(diǎn)電壓迅速恢復(fù)到平衡，等待下一個(gè)脈沖信號(hào)的到來(lái)。

由于c，的充電時(shí)間是一定的，所以輸出端便可以得到幅值、脈寬都相同的脈沖序列。同時(shí)如果c，值過(guò)大，充電時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)影響測(cè)速的范圍，因此c，不宜過(guò)大。

連續(xù)的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)二極管d和rf對(duì)c2充電，得到與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的電壓6.二極管d的作用是防止k產(chǎn)生的反向電流。調(diào)節(jié)rf和rl的阻值可以改變v，的大小，使得電壓的毫伏值正好等于電機(jī)的轉(zhuǎn)速值（ipn）這樣便可以直觀的檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。

2.2信號(hào)放大電路本文采用運(yùn)算放大器op07構(gòu)成的放大電路，op07具有高增益低失調(diào)、低電壓漂移、高輸入阻抗、高共模抑制比、低溫度漂移等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的放大器電源接法需要15v和-15v兩個(gè)電壓，而單電源接法需要在放大器輸入端提供一個(gè)偏壓使得電路結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，為了減少設(shè)計(jì)過(guò)程中避免使用負(fù)電源，減小控制裝置的體積，因此采用放大電路如所示。

采用一個(gè)30v的直流電源，利用兩只串聯(lián)的穩(wěn)壓管獲得兩個(gè)15v的分壓，此種接法避免了使用15v的負(fù)壓，提高了控制電路中晶體管的門(mén)極電壓，有利于對(duì)晶體管的控制。反并聯(lián)二極管起到限幅的作用，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器阻值的大小對(duì)輸出電壓v，進(jìn)行控制。

2.3轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制電路如所示。電路通過(guò)一個(gè)差動(dòng)電路調(diào)節(jié)單結(jié)晶體管t4發(fā)射極e的電壓，控制變壓器原邊電壓大小，變壓器副邊電壓隨之變化，從而控制單相可控硅的導(dǎo)通角，改變電機(jī)兩端電壓，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器r能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)變化。當(dāng)電機(jī)在工作過(guò)程中轉(zhuǎn)速變快時(shí)，輸入電壓信號(hào)vin升高，使得vhl升高，vc，降低，vc3降低，單結(jié)晶體管發(fā)射極電壓ve降低，變壓器原邊電壓隨之降低，從而電機(jī)兩端電壓降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，電機(jī)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。

電機(jī)調(diào)速電路不僅可以實(shí)現(xiàn)永磁直流電機(jī)的無(wú)級(jí)變速，讓電機(jī)工作在指定的工作范圍，而且由于采用差動(dòng)電路，所以系統(tǒng)耐熱性好，對(duì)電壓變化靈敏度高，當(dāng)電源電壓波動(dòng)或是由于負(fù)載變化引起電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定使電機(jī)保持恒速運(yùn)行。

由得知，此f/v轉(zhuǎn)換電路在電機(jī)轉(zhuǎn)速=2000ipm范圍內(nèi)，輸出電壓v與電機(jī)轉(zhuǎn)速n的線(xiàn)性度好，直接由數(shù)字毫伏電壓表顯示轉(zhuǎn)速，直觀，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)跟蹤性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，測(cè)量精度高，可以準(zhǔn)確的反應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化；并能為電機(jī)轉(zhuǎn)速控制電路提供很好的控制輸入信號(hào)，當(dāng)電源電壓變化和負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速可以得到有效控制。

4結(jié)論本文給出了一種基于霍爾轉(zhuǎn)速傳感器和ne555測(cè)量永磁直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的方式，測(cè)量和控制回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，具有對(duì)外部干擾和負(fù)載變動(dòng)的完全自適應(yīng)性，適用于中小功率的永磁直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。