[發明專利]一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統

在審

• 申請號: 201710483283.3
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107834941A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 郭仲林;高武保
• 申請（專利權）人: 高武保
• 主分類號: H02P25/06
• 分類號: H02P25/06;H02P25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：由直線電機綜合控制模塊(1)、直線電機功率變換模塊(2)、直線電機(3)、直線電機控制系統通信接口模塊(4)、直線電源模塊(5)和直線信號反饋模塊(6)組成；

所述直線電機綜合控制模塊(1)由直線電機控制FPGA模塊(11)和直線電機控制DSP模塊(12)組成；所述直線電機功率變換模塊(2)由SVPWM信號生成模塊(21)、驅動隔離模塊(22)和IPM模塊(23)組成；所述直線電機電源模塊(5)由直線電機控制電源模塊(51)和直線電機驅動電源模塊(52)組成；所述直線電機信號反饋模塊(6)由直線電機電流采樣模塊(61)、直線電機位置采樣模塊(62)和直線電機速度估計模塊(63)組成；所述直線電機電流采樣模塊(61)由電流傳感器(611)和電流信號處理模塊(612)組成；所述直線電機位置采樣模塊(62)由光柵尺(621)和光柵尺信號處理模塊(622)組成。

2.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：直線電機控制FPGA模塊(11)接收來自直線電機控制系統通信接口模塊(4)的指令，發送給直線電機控制DSP模塊(12)進行電機電流環、速度環和位置環三環控制解算，將解算指令發送給直線電機功率變換模塊(2)；直線電機控制FPGA模塊(11)接收直線電機電流采樣模塊(61)、直線電機位置采樣模塊(62)和直線電機速度估計模塊(63)的反饋信號，并將信號發送給直線電機控制DSP模塊(12)用于三環閉環反饋控制；直線電機控制FPGA模塊(11)實現了多任務的實時綜合調度，執行效率高。

3.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：直線電機控制FPGA模塊(11)根據激光干涉儀采樣的數據及光柵尺(621)反饋的位置數據，得出直線電機(3)位置誤差補償表，在直線電機(3)運動過程中，能夠實時對光柵尺(621)反饋的位置數據做插補運算，保證位置檢測精度，進而提高了直線電機的排纖精度。

4.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：直線電機控制DSP模塊(12)根據直線電機控制FPGA模塊(11)發送的指令信號及反饋信號實時進行位置環、速度環和電流環的閉環控制，在三環控制解算過程中加入了陷波濾波器和雙極濾波器。

5.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：直線電機功率變換模塊(2)根據直線電機控制FPGA模塊(11)發送的解算指令，實時生成SVPWM信號，通過驅動隔離模塊(22)和IPM模塊(23)的轉換，驅動直線電機(3)執行動作；驅動隔離模塊(22)隔離了控制電與直線電機驅動電，增強了直線電機控制系統的抗電磁干擾能力。

6.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：電流傳感器(611)采樣直線電機(3)的電流，通過電流信號處理模塊(612)反饋給直線電機控制FPGA模塊(11)；光柵尺(621)采樣直線電機(3)的位置信號，通過光柵尺信號處理模塊(622)實現了位置信號的四倍頻，反饋給直線電機控制FPGA模塊(11)；直線速度估計模塊(63)根據四倍頻的位置信號，解算直線電機(3)的速度，反饋給直線電機控制FPGA模塊(11)。

7.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：直線電機控制電源模塊(51)為直線電機控制系統提供24V、4V以及3.3V控制電；直線電機驅動電源模塊(52)為直線電機控制系統提供220V動力電。

8.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：直線電機控制系統能夠實現兩種形式的光纖精密排纖；其一是直線電機(3)勻速排纖，進動速度與收纖電機的轉速相匹配；其二是直線電機(3)點動排纖，收纖電機每旋轉一圈，直線電機(3)進動一個光纖線徑的距離。

9.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機的直線電機控制系統，其特征在于：直線電機控制系統集成了直線電機綜合控制模塊(1)、直線電機功率變換模塊(2)等各個系統模塊，可用于光纖纏繞機的直線電機(3)精密排纖以及與多軸伺服電機聯動協同控制，集成度高，效率高。