【报名阶段需要填写的内容】

1. 参赛者姓名（必填项）：杨云杰

2. 单位或学校名称（必填项）：个人DIY

3. 当前职务或职称（必填项）：嵌入式软件工程师

4. 参赛作品的名字（必填项）：雕刻机主轴恒功伺服节能调速器

5. 简要陈述您的idea和作品（必填项）：将普通修边机（电木铣）通过该调速器调速改装即可成为价值好几千的伺服电主轴

6. 拟用到的立创商城在售物料（必填项）：STM8S903K3单片机 L7805稳压芯片 PC817光耦 LCM1602液晶 LM393比较器以及各型电阻电容 接插件等

7. 拟用到的非立创商城物料或其它补充（必填项）：SOC3023光耦可控硅控制芯片

【作品正式发表（报名成功后进入设计阶段）需要填写的内容】

一、作品简介

       先讲一下这种带反馈闭环调速器的特点，大部分机友对伺服调速没什么概念。首先这种调速器跟淘宝上卖的十几块的那种可控硅调速器就调速方式上是一样的，都是用可控硅移相调压来调整速度。所不同的是这种调速器带了速度反馈，这样可以精确控速。做过CNC雕刻机的机友都知道不同的材料需要不同的加工转速，铝合金和一些塑料高速会粘刀融化，因此可以将速度调到5000RPM以下进行铣削加工。雕刻木料时需要高转速，可以将转速开到10000RPM以上雕刻。一般的调速器将修边机速度调到8000RPM以下时，这时的修边机连普通775电机都比不上，而带反馈的调速器将修边机速度调到8000RPM以下时，其最大扭矩远超2.2KW变频主轴。因为修边机作为串激电机，其励磁线圈与电枢串联，定子和电枢中的电流均随负载的增加而增加，因此这类电机是大转矩应用的最理想之选。另一方面由于这种调速器是闭环调速，因此可以根据负载动态智能地调节功耗起到节能作用，在雕刻这类轻负载下基本才消耗50W以下的功率非常节能而且修边机基本不发热，可以用内带的散热风扇轻松散热。高转速的修边机经过调速，噪声大幅度降低，以东成修边机为例在8000RPM转速时仅65分贝大小，比一般775电机还低。工业级大规模生产的修边机精度可以媲美专业电主轴，配合合适的夹套可以达到0.02mm以内的精度，雕刻46牌心经无压力，远比一般加外接延长杆的直流主轴高。

调速器相关规格参数：

高压输入电压为220V交流电，低压部分电压为9V-12V，采用光耦隔离

电源线为3芯1.0mm2长度1m，传感器线长2.5m

可改装的修边机（电木铣）最大功率为1800W

调速范围为3000RPM到28400RPM，步距为200RPM

转速测速和显示精度一般为+/-1RPM

调速精度一般情况下可达+/-30RPM（雕刻工况）和+/-100RPM（铣削工况）

调速器外形大小为152mm×118mm×50mm（不含线）

二、系统构架图

三、硬件部分的描述

         修边机的改装教程以市面上最通用的修边机款式为例，改装方式是柔性多样化的，目的在于使光电速度传感器采集到速度。传感器的安装位置是随意的，任何主轴上的黑白色分区都可以使光电速度传感器产生转速信号。推荐的安装位置位于修边机尾部，这样传感器不会受到环境光的影响干扰，也不会被雕铣产生的木屑粉尘弄脏。

四、材料清单（BOM列表)

五、软件部分的描述（选填）

       调速的程序很简单，流程就是检测速度--->与设定速度做对比-->超了减小可控硅打开时间（降压），小了增加可控硅打开时间（升压），就这样不停的循环。唯一的难点在于减小和增加时间的计算，这里就要用到所谓的PID算法了。PID是比例（proportion）积分（integral）导数（derivative）三者的英文简称，百来年前就有了，发展到如今只要是需要控制的地方就离不开它。这里单独讲一下容易理解的P比例部分，其实很多情况下单靠比例控制系统就能很好的工作了，举个例瓦特的蒸汽机就是单比例控制的。假设检测到的速度比设定的速度小了1000RPM，P比例系数定为0.002，那么就将可控硅的打开时间增加0.002*1000=2ms，50HZ的交流电半周期为10ms。同理如果检测到的速度比设定的速度大了1000RPM，那么就将可控硅的打开时间减小2ms，就这么简单。

六、作品演示

https://v.qq.com/x/page/m0538tvxrih.html

https://v.qq.com/x/page/b0538fh0r5c.html

https://v.qq.com/x/page/s05389q3v2v.html

https://v.qq.com/x/page/b0538yeo8ol.html

七、总结

       该调速器首批已经在嘉立创完成小批量电路板制作并出货，经过广大机友的实际使用反馈效果不错，稳定无缺陷。喜欢的可以来本人淘宝店咨询http://item.taobao.com/item.htm?spm=686.1000925.0.0.HQX552&id=552574209285。另外希望嘉立创的SMT早日完成对商城所有元件的贴片支持，这样我可以将新版本的电路板制作、元件采购和贴片一起放到嘉立创加工，减少麻烦提高生产效率！