[發(fā)明專利]一種防爆多傳動(dòng)變頻控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310205442.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104218862A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華琛電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P27/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防爆多傳動(dòng)變頻控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

帶編碼器變頻控制的永磁同步電機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于電梯和精密伺服等特定場(chǎng)合。而作為電機(jī)變頻控制系統(tǒng)重要組成部分的編碼器，對(duì)變頻器的應(yīng)用環(huán)境有著嚴(yán)格的要求，因此研發(fā)無(wú)碼盤的永磁同步電機(jī)專用變頻器具有很大的實(shí)際意義。

這不僅能加速永磁同步電機(jī)取代異步電機(jī)的速度，同時(shí)也為永磁同步電機(jī)專用變頻器的發(fā)展提供了廣闊的空間。由于無(wú)碼盤永磁同步電機(jī)專用變頻器技術(shù)涉及面廣，技術(shù)難度很大，因此雖然近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界已進(jìn)行了大量研究工作，發(fā)表了大量的研究論文，但迄今為止市場(chǎng)上還沒(méi)有成熟的工業(yè)化產(chǎn)品。

目前，?無(wú)碼盤永磁同步電機(jī)技術(shù)有以下幾種：一種是反電動(dòng)勢(shì)法，對(duì)檢測(cè)到的電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行積分，從而確定轉(zhuǎn)子位置信息，這種方法雖然簡(jiǎn)單，但是在零速或低速階段因?yàn)榉措妱?dòng)太小，難以檢測(cè)，準(zhǔn)確度低。另一種是高頻輸入法，利用電機(jī)固有的空間凸極或凸極效應(yīng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信息，通過(guò)處理電流高頻響應(yīng)，并求導(dǎo)取極值來(lái)計(jì)算電機(jī)的初始位置，這種方法與轉(zhuǎn)速?zèng)]有直接關(guān)系，有效克服了反電動(dòng)勢(shì)法的缺陷，但這種方法存在震蕩現(xiàn)象，濾波器的相移會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)誤差，并且也沒(méi)有給出電機(jī)?N?/S極的極性檢測(cè)方法。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種防爆多傳動(dòng)變頻控制系統(tǒng)，不需要編碼器，減少了系統(tǒng)成本，同時(shí)減少了不必要的引線，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。加速了永磁同步電機(jī)取代異步電機(jī)的速度，同時(shí)也為永磁同步電機(jī)專用變頻器的發(fā)展提供了廣闊的空間。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

防爆多傳動(dòng)變頻控制系統(tǒng)，包括PWM逆變器和永磁同步電機(jī)，所述PWM逆變器的輸出連接永磁同步電機(jī)，其中，還包括三相旋轉(zhuǎn)高頻信號(hào)單元和電流傳感器，所述三相旋轉(zhuǎn)高頻信號(hào)單元輸出三相旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號(hào)，該高頻電壓信號(hào)并經(jīng)PWM逆變器后作用到永磁同步電機(jī)，所述電流傳感器檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子對(duì)該高頻電壓信號(hào)的響應(yīng)電流，且該電流傳感器的輸出連接控制器。

上述的無(wú)碼盤永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述控制器包括第一坐標(biāo)變換單元和第二坐標(biāo)變換單元，所述第一坐標(biāo)變換單元的輸出依次經(jīng)過(guò)帶通濾波器、低通濾波器后，輸入到轉(zhuǎn)子d軸位置計(jì)算單元，所述第二坐標(biāo)變換單元的輸出經(jīng)NS極性提取單元后輸入到NS極性判別單元，所述轉(zhuǎn)子d軸位置計(jì)算單元和NS極性判別單元的輸出均連接到轉(zhuǎn)子初始位置計(jì)算單元。

上述的無(wú)碼盤永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述三相旋轉(zhuǎn)高頻信號(hào)單元1輸出的三相旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號(hào)的頻率為0.5-2kHz。

進(jìn)一步，本發(fā)明采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)DSP控制平臺(tái),包括DSP控制器，與所述DSP控制器通過(guò)SPI接口連接的可編程邏輯器件PLD，還設(shè)置有RS485接口、RS232接口，還通過(guò)線路分別連接有存儲(chǔ)器及緩沖驅(qū)動(dòng)模塊。

上述DSP控制平臺(tái)具有以下優(yōu)良性能：100MHz.處理器的運(yùn)算速度更快；32位內(nèi)核?,處理數(shù)據(jù)精確高,響應(yīng)快；12位AD,?高速,高精度,高S/N比支持6路16位的PWM信號(hào),?500KHz高分辨率PWM信號(hào)，128位密碼保護(hù),基本不能解密,實(shí)現(xiàn)軟件產(chǎn)權(quán)保護(hù)?，設(shè)計(jì)支持C編程，C程序執(zhí)行效率等同匯編程序效率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

由于使用本系統(tǒng)后，完全能夠達(dá)到目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的同步電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)器的綜合控制性能。

性能參數(shù)表現(xiàn)在：諧波在2%以下，功率因素達(dá)到98%以上。

可將控制設(shè)備所產(chǎn)生的最大電流控制在150%范圍內(nèi)，遠(yuǎn)底于原來(lái)的400%，對(duì)本設(shè)備系統(tǒng)以及系統(tǒng)變壓器有相當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)和最大限度功效發(fā)揮。

平穩(wěn)操控對(duì)電機(jī)的保護(hù)效果良好，能適應(yīng)各種復(fù)雜、惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)不影響驅(qū)動(dòng)器的控制要求。

本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)永磁同步電機(jī)定子對(duì)輸入的三相旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號(hào)的響應(yīng)電流，并對(duì)該響應(yīng)電流進(jìn)行處理、計(jì)算，確定轉(zhuǎn)子d軸位置和轉(zhuǎn)子N?/S?極的極性，從而確定轉(zhuǎn)子的初始位置，不需要編碼器，減少了系統(tǒng)成本，同時(shí)減少了不必要的引線，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種無(wú)碼盤永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中PWM逆變器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明采用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)DSP控制平臺(tái)原理圖。

圖4為本發(fā)明的控制電路原理示意圖。