[实用新型]用于色差选别的SPWM调制波振动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于色差选别机的专用振动器。

背景技术

目前，色差选别机(color sorting machine)用的电磁振动器一般都是采用单相交流的可控硅驱动，由于采用交流220V驱动，其与机械振动片的共振点为50hz左右，振动频率低、谐波干扰大，振动均匀度差，故对进入接料斗的物料振动下落造成了不利的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种振动频率较高、谐波干扰小、振动均匀的用于色差选别的SPWM调制波振动器。

其技术方案是：一种用于色差选别的SPWM调制波振动器，其特征在于：由单片机产生输出的SPWM波信号，经过光电耦合器耦合后，分别接入半桥驱动器的输入端，半桥驱动器的输出处端与H桥功放电路的输入端连接；H桥功放电路的输出端与电磁振动器的线圈连接；电磁振动器铁芯的一端和第一组机械振动片的一端固定在“U”型金属连接器的一端，“U”型金属连接器的另一端与第二组机械振动片的一端连接固定，“U”型金属连接器的中间与接料盘连接固定；第一、第二组机械振动片的另一端和电磁振动器的外壳分别连接固定在支架上。

上述单片机产生输出的SPWM波信号由上位机通过通信接口控制。

其技术效果是：由于SPWM波的特点是既可以变频，又可以改变幅值，故先通过调整提高机械振动片的频率，然后，再通过修改单片机程序中的频率设置，使单片机输出的SPWM波的频率和电磁振动的频率与机械振动片组的频率处于共振范围，通过上位机调节SPWM波的幅度，就可以调节其振动量。因此，本实用新型的SPWM调制波振动器具有很高的灵活性和适应性，其与现有的电磁振动器相比，振动频率由50Hz提高到100Hz，谐波干扰小，下料振动的均匀度得到了很大的提升；且机械振动片的安装兼容了常规的做法，易于实现常规振动器向新型SPWM波振动器的改造。

附图说明

图1是本实用新型的电原理框图；

图2是稳压电路电原理图；

图3是单片机电原理图

图4是通信接口电原理图；

图5是光电耦合和H桥驱动电原理图；

图6是电磁振动器和机械振动片的连接关系示意图。

具体实施方式

如图1、3所示，本实施例中，单片机采用新华龙生产的C8051F330芯片。该芯片具有3路PCA模块和4个定时器，可产生5路独立可调的SPWM波。SPWM波的发生采用对称采样法，即把一个正弦半波周期分成16个三角波周期，载波比为16，通过在程序初始化时先把正弦波分为16等分，计算出各个点的值，再利用精简公式t_pw＝T_s(1+αsinω₁t)/2算出每个高低脉冲的时间，通过中断处理函数就可以将脉冲发到I/O口了。单片机的P0.0和P0.1管脚产生出的SPWM波信号，两者互为反逻辑。即P0.0输出高电平时，P0.1输出为低电平；P0.0输出低电平时，P0.1输出高电平。

光电耦合器(见图5)采用两块TLP250芯片，其输入端的第3脚分别与单片机P0.0和P0.1管脚连接，其输出端的第7脚分别接入半桥驱动器的输入端。

半桥驱动器采用两块IR2103芯片。该芯片的7脚和5脚互为反向逻辑，最终驱动H桥上的两个功率场效应管IRF840，其中一个导通时，另一个必然关闭。

H桥功放电路的输出，通过设置在H桥臂中间的插座J6与电磁振动器6的线圈62连接。电磁振动器6(见图6)铁芯63的一端和第一组机械振动片1的一端固定在“U”型金属连接器4的一端，“U”型金属连接器的另一端与第二组机械振动片2的一端连接固定，“U”型金属连接器的中间与接料盘3连接固定；第一、第二组机械振动片另一端和振动器的外壳61分别连接固定在支架5上。

上述单片机产生输出的SPWM波信号，由上位机通过通信接口MAX3221控制。

上述单片机C8051F330和通信接口的工作电源VCC，由选别机上的开关电源经插座J1接入稳压集成块AS1117，经稳压后提供(见图2)。光电耦合器的供电电源VCC1由插座接入。H桥的电源电压VDD为交流220V用常规的桥式二极管整流滤波后获得。插座J4是个标准的9芯串口座D139，上位机的串口通过它接到通信接口MAX3221，经过MAX3221的电平转换(见图4)，形成TX和RX信号，接到单片机的16和17脚。插座J5为单片机的程序写入口，即标准的GTAG口。单片机的程序可由此口用专门的烧写器写入和固化。

其工作过程：系统上电后，上位机通过插座J4和通信接口MAX3221向单片机C8051F330发出振动量参数和启动控制命令，单片机的P0.0和P0.1管脚产生SPWM波信号，当P0.0为高电平时，P0.1输出低电平，左侧光电耦合器的7脚输出低电平，而右侧光电耦合器的7脚输出高电平；接着，左侧光电耦合器的HD输出低电平LO输出高电平，右侧光电耦合器的HD输出高电平，LO输出低电平；H桥左侧的功率场效应管IRF840关断，下部的IRF840导通，右侧上部的IRF840导通，下部的IRF840关断。导致VDD正端电压从右往左加到J6所接的振动器的线圈上。反之，则反，即VDD正端电压从左往右加到J6所接的线圈上，于是，线圈和得到正反两个方向的脉冲波。显然，脉冲波形的脉冲宽度取决于P0.0、P0.1电平的宽度，而该宽度大小是单片机按正弦波调制的规律计算的结果。因此，该脉冲波即为理论上的SPWM波。电磁振动器的线圈在SPWM波的激励下产生磁场，吸动铁芯，与连接在一起的第一组机械振动片1、第二组机械振动片2、“U”型金属连接器4、支架5和接料盘3产生共振，使得接料盘上的物料可顺着落料口31顺利流出。