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微型气泵、微型水泵的FG稳速方式

时间:2022-04-13 16:00:17

本文着重介绍无刷电机微型泵的稳速方式。和有刷电机泵相比较,无刷直流电机泵具有电磁干扰小、寿命长、噪音低等优点,从稳速方面比较,它还具有稳速精度高的特点,这直接关乎微型泵输出流量的稳定精度、调节精度。


有刷直流电动机由直流电源直接驱动,当需要稳速时,可采用专用的集成块,反馈信号取自微型泵电机转子的反电势。当需要稳速时,可以采用具有稳速功能的驱动IC, 也可以采用具有稳速功能IC的稳速电路。


FG (Frequency Generator)称之为频率发生器,它实际上是将磁的脉冲信号转变为同步的电信号的装置,起到了电磁编码的作用。本文介绍使用无刷电机微型泵PG的稳速原理及相关情况。


微型气泵


1、稳速原理

在微型气泵、微型水泵的使用中,以无刷电机FG作为泵速反馈信号可以组成电压伺服电路或者锁相伺服电路,也可以组成同时具有电压伺服和锁相伺服的混合稳速电路,这决取于整个系统对流量稳速精度的要求。


(1)电压伺服电路的稳速原理

微型泵FG脉冲信号的输出频率与泵电机的转速成正比,该信号经过F-V频率电压变换器工作,变为电压与转速成正比,其电平进入比较器与基准电压进行比较,将比较结果进行运算并对PWM控制信号进行调整,从而达到稳速之目的。


(2)锁相伺服电路的稳速原理

微型泵的FG信号频率与泵电机的转速成正比。该信号经过波形整形电路进入相位比较器与基准频率进行比较,比较结果经过积分电路送入放大器对PWM控制信号进行调整,从而达到稳速之目的。


2、FG的结构型式

前面提到,FG是将磁的脉冲信号通过电磁感应原理将变为同步电的脉冲信号的装置。磁脉冲信号制作在转子上,其频率与转速成正比。电脉冲信号制作在定子上,通过电感磁感应得到同步的电信号。由于无刷直流电动机结构型式的不同,FG 的结构型式也差异很大,同时导致品质差异很大。本来计划购买进口的可调速的微型气泵解剖,但时至今日仍未找到国外品牌有带FG和PWM功能的调速气泵,在国内我们仅发现“成都气海”的调速泵有此功能。经详细解剖,发现他们所配置的调速泵FG的结构型式比较好,可靠性高,电机每转一圈FG线输出6个脉冲波,相当于分辨率高达60度转角。


3、特点与应用

(1)用速度反馈原理进行稳速己属经典理论,早年采用测速发电机进行稳速即是典型例子。目前常有采用转速传感器获得泵转速信号的实例,但这种稳速方式比较繁琐、体积较大,采用FG稳速方式的体积明显减小,且信号频率可以做得很高,便于有效保证稳速精度。


(2)有刷电机微型泵的稳速方式之所以没有广泛应用,是因为稳速效果差、电磁干扰大、寿命短等诸多缺陷不可克服。目前直流无刷电机的体积可以做到非常小,VML系列可调速微型气泵所采用的无刷电机( 据说是在国外定制的,国内目前也确实未见有厂家能生产如此高性能的微型无刷电机),而且寿命、稳速精度可以提高一个数量级,至于电磁干扰性能与有刷电机泵简直是天壤之别。其它调速气泵VLK5005、FAY6003、 调速水泵WNY600经测试,稳速效果也很出色。


带有PWM调速功能的微型气泵、微型水泵可以让我们轻松实现对泵流量的调节、稳定功能,而且是通过电控方式从根本上来管理泵的输出流量,再加上FG反馈信号,那真是如虎添翼,向更高精度、更加智能化迈进,必然在高端领域中大展其能。


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