[實(shí)用新型]基于電流滯環(huán)的永磁同步電機(jī)調(diào)速控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220605293.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN202997989U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐淑芬;徐國(guó)海;吳德軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/06
• 分類號(hào): H02P6/06
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種控制裝置，特別是一種基于電流滯環(huán)的電永磁同步機(jī)調(diào)速控制裝置。

背景技術(shù)

由于控制簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期以來(lái)在要求較高的場(chǎng)合，直流電機(jī)一直占主導(dǎo)地位。但是它存在一些固有的缺點(diǎn)，例如電刷、換向器易損耗，需要經(jīng)常維護(hù)，換向器會(huì)產(chǎn)生火花，限制了電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和過(guò)載能力，且無(wú)法直接應(yīng)用在易燃易爆的工作場(chǎng)合。而交流電機(jī)特別是感應(yīng)電機(jī)則沒有上述缺點(diǎn)和限制，轉(zhuǎn)子慣量較小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更好。一般而言，同樣體積的交流電機(jī)的輸出功率比直流電機(jī)高。此外，交流電機(jī)容量可以制造得更大，達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速和電壓。因此，由于生產(chǎn)發(fā)展的需要和節(jié)省電能的要求，促使世界各國(guó)重視交流調(diào)速技術(shù)的研究與開發(fā)。尤其是20世紀(jì)70年代以后，由于科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為交流電機(jī)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。

交流電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，其控制卻比較復(fù)雜。交流異步電機(jī)價(jià)格便宜，運(yùn)行可靠，但不能經(jīng)濟(jì)地在較寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，且需要吸收滯后的勵(lì)磁電流，功率因數(shù)和效率都較低。

由于永磁同步電機(jī)(permanent?Magnet?Synchronous?Maehines，PMSM)具有體積小、重量輕，功率密度高、效率和功率因數(shù)高(功率因數(shù)等于1或者接近l等明顯的特點(diǎn)，在70年代末和80年代初引起了從事電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)研究的學(xué)者和研究人員的廣泛關(guān)之主，此后永磁同步電機(jī)得到迅速發(fā)展。目前，永磁同步電機(jī)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。美國(guó)GE等公司批量制造出用于計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)器的音圈電機(jī)及永磁汽車起動(dòng)電機(jī)；德國(guó)西門子公司經(jīng)過(guò)十多年的努力，采用多種結(jié)構(gòu)，研制成功用于化纖工業(yè)的高速永磁電機(jī)和用于交流調(diào)速的IUA3系列永磁同步電機(jī)。另外，混凝土攪拌機(jī)、輪船推進(jìn)機(jī)、冰箱空調(diào)中的制冷機(jī)、計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器電機(jī)、豪華轎車用起動(dòng)電機(jī)、機(jī)器人控制等越來(lái)越多地采用永磁同步電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)調(diào)速的電流滯環(huán)控制裝置，該控制裝置能夠根據(jù)給定的速度指令對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案：

一種基于電流滯環(huán)的永磁同步電機(jī)調(diào)速控制裝置，其特征在于：包括數(shù)字信號(hào)處理器、仿真器和功率驅(qū)動(dòng)模塊；其中：

所述的數(shù)字信號(hào)處理器上有仿真接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、產(chǎn)生PWM波的事件管理器和脈沖捕捉模塊；

功率驅(qū)動(dòng)模塊上有逆變器驅(qū)動(dòng)模塊、電源整流模塊、定子電流檢測(cè)模塊和永磁同步電機(jī)，其中，電源整流模塊用于將外部輸入的交流220V電壓整流轉(zhuǎn)換成適合于逆變器驅(qū)動(dòng)模塊的直流電壓；逆變器驅(qū)動(dòng)模塊分別與永磁同步電機(jī)（PMSM）和定子電流檢測(cè)模塊相連接；

數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)仿真接口連接仿真器，數(shù)字信號(hào)處理器和功率驅(qū)動(dòng)模塊的連接方式為：

數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)產(chǎn)生PWM的事件管理器（EVA）與功率驅(qū)動(dòng)模塊上的逆變器驅(qū)動(dòng)模塊相連接；

數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與功率驅(qū)動(dòng)模塊上的定子電流檢測(cè)模塊相連接；

數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)脈沖捕捉模塊的輸入端與永磁同步電機(jī)相連接。

本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)是，所述的數(shù)字信號(hào)處理器采用TMS320F2407型DSP。

本實(shí)用新型的基于電流滯環(huán)的永磁同步電機(jī)調(diào)速控制裝置，控制器采用電流滯環(huán)，性能優(yōu)異，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，能使永磁同步電機(jī)快速、準(zhǔn)確響應(yīng)轉(zhuǎn)速指令。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是電流滯環(huán)控制原理圖;

圖3是本實(shí)用新型軟件算法流程圖；

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

參見圖1，本實(shí)用新型給出一種基于電流滯環(huán)的永磁同步電機(jī)調(diào)速控制裝置，包括數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、仿真器和功率驅(qū)動(dòng)模塊；其中：

所述的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）上有仿真接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、產(chǎn)生PWM波的事件管理器（EVA）和脈沖捕捉模塊；

功率驅(qū)動(dòng)模塊上有逆變器驅(qū)動(dòng)模塊、電源整流模塊、定子電流檢測(cè)模塊和永磁同步電機(jī)（PMSM），其中，電源整流模塊用于將外部輸入的交流220V電壓整流轉(zhuǎn)換成適合于逆變器驅(qū)動(dòng)模塊的直流電壓；逆變器驅(qū)動(dòng)模塊分別與永磁同步電機(jī)（PMSM）和定子電流檢測(cè)模塊相連接；

數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）通過(guò)仿真接口連接仿真器，數(shù)字信號(hào)處理器和功率驅(qū)動(dòng)模塊的連接方式為：

數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）通過(guò)產(chǎn)生PWM波的事件管理器（EVA）與功率驅(qū)動(dòng)模塊上的逆變器驅(qū)動(dòng)模塊相連接；

數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與功率驅(qū)動(dòng)模塊上的定子電流檢測(cè)模塊相連接；