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开关磁阻电机调速系统

作者:admin  来源:中国水利机械网 日期:2015-8-7 13:40:36

  巧制动调速等各凋运行方式。工作中来用了以朽为核心的久柬系列芯片作为运动喧器,它具有计算速度快,电机控制外设芥备,还有专门的开关磁沮控制单元,对于开关磁咀电的控制有着明显的优势。j 1概述开关磁阻电机3界他他1.,1.;称沾屯动机或5刚是磁阻屯动机和屯力电子汗关电路相结合而产生的种机电体化的无级交流调速电机,集直流调速与交流调速电机优点于体,结构简单可靠,调速性能优良。在宽广的调速范围内具有较高频率,可以在很小的电流下实现启停和频繁正反转,可以实现高精度快响应高效率和输出的性能指标。仙1的转矩电流转矩惯量都明显高于大多数电机,而且不需要永磁材料,优势非常明显。

  开关型磁,1电动机调违系统,1士技术控制技术为体,兼有异步电动机变频调速系统和。1流电动机调速系统的优点。51仍系统小要山4部分组成阶功率变换器控制器和28肋系统压即系统的控制问包括控制器的构成,系统控制的基本方法,运行性能的优化以及系统作为速度闭环拧制的分配与综合等。

  3只0系统中,要求控制器具有下述功能1实现电流斩波抒制,朽制;咳叹现角度位置抟制山控制攸现启动制动亭车及象限运行;速设调节,如具体,贾1输出的方式周期占空比等;电流斩波的限制电流;位置检测信号的处理及相应速度白则定等。

  考虑到5伽拧制的方式和手段,结介人冰1芯。片的资源和功能,制定开发方案如下1输出作为功率变换器的输入,控制相绕组通断电。0作为位置检测信号的输入装置。定时器作为计时设备,结合位置检测信号测速。4入,0作为电流反馈的输入,以便进行闭环控制和电流斩波。12串口与控制部分进行通信。

  转,调节器的作用;6付转速误差倍号按定规律运算,常用的速度调节器是比例积分器,比例运算起快速调节作用,积分部分起到转速误差积累和最终消除误差的作用,从而构成转速误差调节系统。电流调节器般也使用比例祀分调节器,在启动和大范加速时起电流调节和限幅作用,时起到抗电网扰动的能力1使用双闭环控制,使系统的快速性和稳定性得到改善。4.

  测电汰4系统实现4.1程序设计实现电机运动控制的软件程序的思路整个程序有主程序和若干中断服务程序组成,位置检测和速度计兑,1驭动抟制尤和1控制等均为中断服务程序形式。当参数需要变化时,例如位聊检测信号的变化或者抟制电路发出断指令等,则执行中断服务程序,修改各项运动控制参数。将这些参数返回主程序从而控制电机的运动。

  小柯序采叫梭块化的方法,每个模块实现定函数接口,5是根据以上分析开关磁阻电动机的控制原理制定的控制器程序部分的逻辑框。

  效的输出转矩,必须仲各相的电流脉冲与相应的转子位置1步。闪此,制器应配,对51爪1转7位置进行检测的转子位置检测电路。同时,控制器还设配屯流检测电路和电流斩波电路。6,行速度调节时,可采用比例积分控制算法,1调节比例微分技制算法叩调节和锁相环路校制算法调节等。若采用这些算法,则还需速度差和频率相位差检测电路等。此外,控制器还应具备边行状态转换控制信号输出逻辑转速显等电路。2为控制器硬件结构总体框,明了控制器与其它部分的关系。

  由微机构成的控制器。其许多控制功能都是由软件完成的,般来说,软牛程序山个主程印和若干个中断服务程序组成。主程序的主要功能是设置参数初始值外围接口芯片初始化电动机启动速度调节查询运行情况要求改变状态及相应处理转速计算及!小3开发方案功率变换器对开关磁阻电机的控制通过软硬件用人0河。芯片作为核心控制器,对功率变换器部分实现,贾1电压控制,实现位置检测以及测速的功能,同时为各种控制方式,人等提供可能。根据具体开关磁阻电动机的性能制定合理有效的算法,通过软件编程实现各个环节的控制,转子位置检测电纫检测h位检测功率电路逻辑电路控制方式实现电流调节器速度调节器给定积分器围5只控制器程序的逻辑意程序开始时首先定义有关变量以及各参数初始化,通过对转子位置检测信号的电平组合的判断,如果是启动状态,确定应首先通电的相;预置电流通电转子开始旋转转户位置检测信号将会发生变化,从第个转位置信号变化时刻体现形式为,10中断开始进行转速计算,并按照要求的触发角和关断角输出开关触发脉冲;电机达到定转速后,实行角度控制并结合电压斩波,界,控制,通过对导通角和关断角的控制,实现对电机转速和转矩的控制。制动时,改变导通角和关断角,同,农取屯流斩波,防止过大的电流,位置检测口1从,输入通过软件编程使其可以判断转子位置。转速可由位置检测信号得到从而算出转子转,为角投控制制定个尺役,电流斩波电流经过采样也由,10输入,通过程序的判断控制功率。斤关的输入,认电玉达到斩波的目贾厘模块承担,由于工作中使用的是相86极51伽,而对于输出只3路的芯炒,使叫由逻辑框中可以清楚地看到控制程序部分所心要的各1模块和它们所次现的功能以及各个模块之间的相互关系控制器部分主要包,位置;1号处理速度计算人瓜采样与转换算法和计算电流斩波控制角度位置控制和,界河电压输出等几个模块。

  率变换器进行控制,从而控制整个电机的运行。对于不同的电机,位置检测器的原理和工作方式有比较大的差别,以北京微电机厂生产的开关磁阻电动机为例,其铭牌数据如下电源v恒功率区功率W恒转矩区光敏管型号发光管型号其位置检测器使用的是以光敏器件作为位置检测的元件。4个光敏管位置与发光极符在位置上对应,光敏管采用反偏法电路,由光敏管产生4个位置检测信号分别接至744六相斯密特反相器1的3,5,9矜脚,然后再由2,4,6,8管脚输出至74305六相反相器的3,5,13管脚。再山2,4,6,12管脚输出至电机外部。

  发光管与光敏管隔离,光敏管关断。输出为高电平,经7肛314斯密特整形后成为低电平,经过7轧305反相输出,变成高电平;遮光片上的小孔经过发光管与光敏管之间时,光敏管工作,输出个低电平,经7乩314斯密特整形后成为个高电平。然后,经过74105反相输出,变成个低电平。4个发光矜和4个光敏管固定在定子,中间由固定在转子上的遮光片隔开。每个发光管光敏管相距约15遮光广为与转子同心的圆盘。在4发光符和光敏管所在圆周半径位置。

  沿圆周均匀分布6个与发光管和光敏管大小接近的小孔,每个小孔对圆心的张角约为10.

  对其位置检测信号进厅实验,结论如1在每个通电周期60,中,光敏管的输出信号高电平持续大约17左右,相邻2个光敏管的上升沿之相距约15可以认为在奶周期中,4个位疋检测信号轮流产斗高电平。付个高电平持续,间略大于1矿,每相邻两个光敏管输出信号大约有2左右的重叠,这样保证了位置检测信号没有盲区。

  由于此电机转子与遮光片之间不固定,此次测出的位置检测信号与转子位置之间的关系必须在3即中,位置检测相当于整个系统的眼睛,调整遮光片与转子之间位置,使人相转子某齿极与定子齿极中心线相对时,正好使某个光敏管触发为高电平假设是1号光敏管。

  根掘光敏符输出的位迓检测信4,以确定电机1!

  动时各相绕阻的通电顺序。

  4.3速度测定速度测定是5出的另个关键的控制标准,只有通过测定速度。才能进厅速度反馈,同时可以间接1算出角度位置,以便进行控制,入0,盗行酒,校,峁┝艘桓黾剖逼鳎,过对几个寄存器的值进行修改,令每经过时钟周期就产生个中断贼只,由此可以编写个中断服务程序,每产生个中断就计时次,然后将汁时的次数4入指定的变试,这样,变量的值就代以知道时间,对于计算速度只需要时间差,可以将2次计时的数据读出作减法,就可以得到时间差,然后根据次时间羌之的角戊计算这段时间内的转子卞均速役,山尸转子转速较快,而且2个计时区间比较短,尤其是在电机转动比较稳定的时候,可以用这种算法来计时测速。

  如何选择合适的计时周期对计时测速是比较重要的,周期过姒,会使计数过多,造成计算的不方便和寄存器溢出等情况。周期过长,在转速较快时,父可能,点过少,造成较人炭差计时精度为计时周期的大小。

  确定4个位置区间每个区间1矿,通过这种位置检测精度结合测速环节可以比较好地实现转矩和电流的控制。

  5结论步的探讨和研究,主要应用了人0厘,盗行酒,为核心的运动控制器,初步实现了对5只制器部分程斤的设计1作,基本实现广!动部分的各项功能位迓检测速度计算屯流斩波以及电压输出等。并且进行了模拟的仿真实验,通过波器观察信号,证明可以通过位置检测型号的变化可以对,界河的输出进行控制。

  使用人0河0芯片对于控制开关磁阻电机的些优势如下运算速度快,运算精度高。与单片机相比,此1作为数椐处。器几肓速坟快的优势,这对于进行实时监测采用算法比较复杂的控制方芯片中的开关磁阻控制单元为开关磁阻电机控制提供了便捷的控制功能。如灵活可控的界河输出,合理的电流和位置检测输入,以及其他用尸屯机控制的外设,价格比较便宜,在基本实现控制功能的情况下,比较低的价位对于开发产品来说降低了成本,使产品从研制到投入生产的可能加大了。

  1郭惠婵,苏国莉,许春雨。取消位置传感器的开关磁阻电机位置闭环控制。山西电力技术,19982.

  读硕士研究生,从事电机运动控制和31的研宄。

  收稿日期2,01 0202;责任编辑王宗禹上接第36页锚杆长20阳,描杆直径20,在局部围岩破碎带内使用注浆铀杆。排间趴1.,1.屺介金属托盘使用。经计算,预先加固段巷道每米加固费608元米加固段花道每米维护费718元。该巷道长,预先加固较采后维护节约经费万元。539轨道茌通过预先加吼近距离跨采地其顶底移近试小户26两帮移近请小尸15.,保证该巷道迎风行人运料排7等正常进行,取得了很好的效益。

  在山东科技大学职业技术学院从事教学和科研管理工作

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