[實(shí)用新型]一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320223915.X
• 申請(qǐng)日: 2013-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203352515U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫劍波;韋忠朝;盛超;宋社民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 宋社民
• 主分類(lèi)號(hào): H02P6/08
• 分類(lèi)號(hào): H02P6/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)裝置。?

背景技術(shù)

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型調(diào)速電機(jī)，調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類(lèi)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的最新一代無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能優(yōu)異，且在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)都具有較高效率，系統(tǒng)可靠性高。?

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，可靠性高，覆蓋功率范圍10W～5MW的各種高低速驅(qū)動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)存在許多潛在的領(lǐng)域，在各種需要調(diào)速和高效率的場(chǎng)合均能得到廣泛使用。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)有以下特點(diǎn)：?

1、其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，電機(jī)的轉(zhuǎn)子沒(méi)有繞組和磁鐵。?

2、電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)永磁體，允許較高的溫升。由于繞組均在定子上，電機(jī)容易冷卻，效率高，損耗小。?

3、轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無(wú)關(guān)，只需單方相繞組電流，每相一個(gè)功率開(kāi)關(guān)，功率電路和控制電路簡(jiǎn)單可靠，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。?

4、轉(zhuǎn)子上沒(méi)有電刷結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，適用于高速驅(qū)動(dòng)。?

5、調(diào)速范圍寬，控制靈活，易于實(shí)現(xiàn)各種再生制動(dòng)能力。?

6、可頻繁起動(dòng)(1000次/小時(shí))，適用于正向反向運(yùn)轉(zhuǎn)的特殊場(chǎng)合使用。?

7、起動(dòng)電流小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，低速時(shí)更為突出。?

鑒于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)擁有以上問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)出一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)低速控制?算法，經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究、調(diào)試、實(shí)驗(yàn)，以及整機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試，驗(yàn)證了本實(shí)用新型算法的可行性和穩(wěn)定性。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述缺陷，提供一種控制參數(shù)與選定或設(shè)計(jì)的電機(jī)匹配，且需提供人機(jī)接口、重載情況下的極低速運(yùn)轉(zhuǎn)、快速的加減速特性、電機(jī)匹配的自適應(yīng)控制算法、超過(guò)15000RPM的高速特性、快速智能的停機(jī)制動(dòng)、全調(diào)速范圍內(nèi)的穩(wěn)定調(diào)速轉(zhuǎn)速特性，且要求較低的成本和高的性?xún)r(jià)比的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)裝置。?

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：?

一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)裝置，其特征在于：包括MCU模塊、外部人機(jī)接口模塊、驅(qū)動(dòng)變換驅(qū)動(dòng)保護(hù)和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊、三相電流采樣模塊、功率變換模塊、三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模塊、制動(dòng)電路模塊、開(kāi)關(guān)電源模塊、整流濾波模塊、電源模塊和位置碼盤(pán)模塊；電源模塊電連接整流濾波模塊和開(kāi)關(guān)電源模塊，整流濾波模塊電連接功率變換模塊，開(kāi)關(guān)電源模塊分別電連接驅(qū)動(dòng)變換驅(qū)動(dòng)保護(hù)和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊和MCU模塊；所述MCU模塊電連接外部人機(jī)接口模塊、三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模塊、位置碼盤(pán)模塊和三相電流采樣模塊，所述三相電流采樣模塊電連接功率變換模塊；所述驅(qū)動(dòng)變換驅(qū)動(dòng)保護(hù)和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊電連接制動(dòng)電路模塊。?

作為一種改進(jìn)，所述三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模塊為6-4結(jié)構(gòu)的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模塊。?

作為一種改進(jìn)，所述位置碼盤(pán)模塊為光電開(kāi)關(guān)編碼器，光電開(kāi)關(guān)編碼器產(chǎn)生有六個(gè)編碼位置信號(hào)。?

本實(shí)用新型還提供了一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)裝置的控制方法，其特征?在于：實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速的分段控制，具體為：?

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)起動(dòng)和小于200RPM的極低速階段采用步進(jìn)程序，從而使電機(jī)獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)順利起動(dòng)和維持極低速運(yùn)行；?

在開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)200RPM以上、2600RPM以下的低速段時(shí)，采用單雙拍交替導(dǎo)通的六拍導(dǎo)通的閉環(huán)控制，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)在低速段能夠平穩(wěn)調(diào)速；?

在開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)2600r/min以上的高速段時(shí)，采用移角度單六拍閉環(huán)控制，從而出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩，通過(guò)移角度控制，可以使導(dǎo)通相提前關(guān)斷，避免出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩，獲得高速段的平穩(wěn)調(diào)速。?

作為一種改進(jìn)，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電流控制采用了分段PWM和控制角模糊控制，具體為：?

設(shè)定開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速低于200RPM時(shí)，轉(zhuǎn)速控制上采取開(kāi)環(huán)步進(jìn)狀態(tài)控制策略，PWM控制采取PAM調(diào)制策略，電流控制采取標(biāo)量方式；?

設(shè)定開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速高于200RPM且轉(zhuǎn)速低于最小連續(xù)脈寬轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速控制采取位置閉環(huán)控制策略，PWM控制采取固定有效脈寬而改變無(wú)效脈寬的變頻率控制策略，電流采取滯環(huán)控制；?

設(shè)定開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速高于最小連續(xù)脈寬轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速控制采取位置閉環(huán)控制策略，PWM控制采取固定頻率控制策略，電流采取滯環(huán)控制。?

作為一種改進(jìn)，所述最小連續(xù)脈寬轉(zhuǎn)速為每個(gè)PWM周期內(nèi)都有輸出的最小脈寬對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。?

由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：?