[實用新型]一種無速度傳感器異步電機控制器

有效

• 申請號: 201220646390.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN203039642U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 李衛國;張學龍;賈鵬飛;郭偉;張奇林
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于異步電機變頻控制領域，特別涉及一種無速度傳感器異步電機控制器。?

背景技術

在高性能的異步電動機控制系統中，轉速的閉環控制環節一般是必不可少的。通常，采用光電碼盤等速度傳感器來進行轉速檢測，并反饋轉速信號。但是，由于速度傳感器的安裝給系統帶來一些缺陷：系統的成本增加；安裝不當將影響測速的精度；電動機軸上的體積增大，破壞了異步電機的簡單堅固的特點；在惡劣的環境下，碼盤工作的精度易受環境的影響。無速度傳感器控制是用觀測器觀測的速度來代替使用編碼器等速度傳感器采集的速度的控制方法，通過這種方法，可以克服傳統測速方法帶來的一系列問題，提高系統穩定性，降低系統實現成本。?

實用新型內容

本實用新型提供了一種可用上位機監控的無速度傳感器異步電機控制器。?

本實用新型的技術方案為：?

該控制器包括上位機，單片機最小系統，電壓型PWM逆變器，三相異步電機電機和信號采集模塊，其中信號采集模塊包括電流信號采集和電壓信號采集。

各部分的連接關系為：?

上位機通過RS-232串口與單片機最小系統通信，單片機最小系統的輸出接口通過光電隔離電路與電壓型PWM逆變器連接，逆變器輸出三相信號經過濾波電路后驅動三相異步電機旋轉。此外，在逆變器電路里設有電流、電壓信號采集電路，將采集到的信號反饋給單片機最小系統。

所述單片機最小系統采用DSPTMS320F2812單片機，其最小系統電路包括時鐘電路、復位電路、ISP下載線接口電路等。?

所述電壓型PWM逆變器選用IGBT功率器件作為主器件，并用日本富士公司生產的高速型IGBT專用驅動模塊EXB841驅動該電路。?

所述信號采集模塊包括電流信號采集和電壓信號采集，電流信號采集通過帶霍爾傳感器的LEM模塊實現，電壓信號采集通過AD289J模塊來實現。?

本實用新型的有益效果為：?

本控制器不僅適用于無法安裝外部測速傳感器的異步電機調速場合，也適用于一般的調速系統以節省測速傳感器的購買、安裝和維護費用，經濟實用。此外本控制器的調速范圍大、穩速精度高。

附圖說明

圖1為所述控制器的結構框圖；?

圖2為所述控制器的工作原理圖。

具體實施方式

本實用新型提供了一種無速度傳感器異步電機控制器，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。?

如圖1所示為整個控制器各模塊的結構框圖，該控制器包括上位機，單片機最小系統，電壓型PWM逆變器，三相異步電機電機和信號采集模塊，其中信號采集模塊包括電流信號采集和電壓信號采集。?

通過PC平臺上運行的Labview程序以及RS-232串口，上位機可以向單片機最小系統發送控制指令，而單片機可將當前控制器的運行參數發送給上位機實時顯示。?

以DSPTMS320F2812為核心的單片機最小系統輸出六路PWM波形經過光電隔離電路后送入到EXB841驅動模塊中，以此控制逆變器IGBT?功率器件的通斷，進而控制逆變器三相輸出信號的調整改變，最終驅動三相異步電機以給定速度旋轉。此外，在逆變器電路里設有電流、電壓信號采集電路，前者靠帶霍爾傳感器的LEM模塊來實現采樣，后者靠AD289J模塊來實現采樣，最后將這些采樣電路測得的各種信號反饋回單片機系統進行運算處理，并控制異步電機做出相應調整。?

如圖２所示為所述控制器的工作原理圖。給定轉速用來控制轉矩電流，給點磁鏈用來控制勵磁電流。當前估計轉速和估計磁鏈由實測的逆變器三相電壓和電流信號經過CLARK變換和PARK變換后，由速度估計模型估算得到。給定轉速作為控制目標與當前估計轉速的差值進行ASR電流環PI運算，得到轉矩電流。給定磁鏈與當前估計磁鏈的差值進行PI運算，得到勵磁電流。轉矩電流和勵磁電流經過電壓解耦運算，并經過PARK反變換后進行SVPWM調制，從而控制逆變器工作，實現變頻調速。?