一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统的制作方法
一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统的制作方法
【专利摘要】一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，它涉及一种开关磁阻电机调速系统。本实用新型的目的是为了解决现有的SRM电机调速系统无法远距离操作、调速效果差、调速状态不稳定的问题。本实用新型的电机驱动部分包括壳体，壳体上设有第一无线通讯器、信息采集输入端口和功率调节端口，壳体内部设有DSP控制器、IGBT驱动模块和三相逆变桥，手持控制部分包括上壳体和手柄，上壳体上设有触摸屏和第二无线通讯器，上壳体内设有ARM控制器和网卡，手柄内部设有电源模块。本实用新型适用于远距离操作，调速效果好，工作状态稳定。
【专利说明】一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种开关磁阻电机调速系统，具体涉及一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，属于开关磁阻电机控制领域。
【背景技术】
[0002]开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，SRM)是20世纪80年代中期随着电力电子技术、微型计算机技术和现代控制理论的迅猛发展而发展起来的一种新型机电一体化产品，是调速领域的一个新分支。与传统电机驱动系统相比，由SRM构成的驱动系统具有许多突出特点。首先，电机机械结构简单，定转子均为双凸极结构，不含磁钢，成本低；转子上无绕组，只在定子上装有简单的集中绕组，且绕组端部短，没有相间跨越，维护修理容易；其功率损耗主要发生在定子上，电机易于冷却；因此这种结构电机特别适合用于高速、高温、振动大等特殊场合。其次，功率电路简单可靠，SRM电机转矩方向只与各相通电顺序有关，与相电流方向无关，使各相绕组与功率开关器件可以采用串联方式，避免了两个功率器件直通的危险；电机各相绕组通电回路独立，旋转时可以缺相运行，容错能力强；能四象限运行，有较强的再生制动能力；具有小电流大转矩，低速性能好，无传统电机起动时出现的冲击电流现象；SRM适合用在电动汽车、轮船和飞机驱动装置上。最后，可控参数多，控制灵活，调速性能好，在宽广的速度和功率范围内都能保持较高效率。这些优良的性能，使SRM系统成为继交流异步电机、直流电机、永磁同步电机之后最有发展前景的驱动系统，因而SRM电机的调速系统成为关键，而现有的SRM电机调速系统无法远距离操作、调速效果差、调速状态不稳定。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是为了解决现有的SRM电机调速系统无法远距离操作、调速效果差、调速状态不稳定的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，包括被测开关磁阻电机、电机驱动部分和手持控制部分，所述被测开关磁阻电机上设有电流采集模块、电压采集模块和位置采集模块，所述电机驱动部分包括壳体，所述壳体上设有第一无线通讯器、信息采集输入端口、功率调节端口和电源接口，壳体内部设有DSP控制器、IGBT驱动模块和三相逆变桥，所述手持控制部分包括上壳体和手柄，所述上壳体上设有触摸屏和第二无线通讯器，上壳体内设有ARM控制器和网卡，所述手柄内部设有电源模块；
[0005]所述第一无线通讯器通过数据线与DSP控制器建立通信连接，电流采集模块、电压采集模块和位置采集模块的输出端通过数据线连接信息采集输入端口，信息采集输入端口通过数据线与DSP控制器2-5建立通信连接，DSP控制器的输出端通过导线连接IGBT驱动模块的输入端，IGBT驱动模块的输出端通过导线与三相逆变桥建立连接，三相逆变桥通过三组穿过功率调节端口的数据连线与被测开关磁阻电机的三相绕组建立连接；所述触摸屏通过数据线与ARM控制器建立数据连接，第二无线通讯器通过数据线与ARM控制器建立通信连接，所述电源模块和网卡通过导线与ARM控制器建立连接，所述第一无线通讯器与第二无线通讯器通过无线网络进行数据通讯传输。
[0006]所述位置采集模块包括第一光耦、第二光耦、第三光耦、第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、第五非门、第六非门、第一与门、第二与门和第三与门，所述第一光耦的输出端连接第一非门的输入端，第二光耦的输出端连接第二非门的输入端，第三光耦的输出端连接第三非门的输入端，第一非门的输出端同时连接第四非门的输入端和第三与门的输入端，第二非门的输出端同时连接第五非门的输入端和第一与门的输入端，第三非门的输出端同时连接第六非门的输入端和第二与门的输入端，第四非门的输出端连接第一与门，第五非门的输出端连接第二与门，第六非门的输出端连接第三与门，所述第一与门的输出端、第二与门输出端和第三与门输出端分别通过数据线与DSP控制器建立连接，采用数字逻辑电路的二进制控制方式，结构简单，系统运算简单，操作方便，运行稳定。
[0007]所述ARM控制器外接有存储器，对ARM控制器内的数据进行备份存储，为后期数据的整体分析提供数据支持。
[0008]所述三相逆变桥通过电源接口与外接电源建立连接，电压稳定，使驱动部分工作流畅。
[0009]所述ARM控制器为搭载LINUX系统的控制器，ARM控制器采用嵌入式操作系统，其操作简便，在面对多任务、多协议、复杂应用时运行状态稳定，具有低功耗，低成本，高性能等效果。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下效果:
[0011]1、本实用新型中由电机控制器和手持无线控制器两部分组成，并通过无线通信模块实现两者间信息传输，使控制更加方便、安全，远距离无线控制能够使监控性更强。
[0012]2、本实用新型采用了 DSP和ARM双处理器结构对开关磁阻电机进行调速，DSP控制器主要用于对开关磁阻电机的位置信号、电流信号、电压信号进行采集，并根据所采集的信号选择开关磁阻电机的控制策略。同时，DSP控制器2-5通过控制IGBT驱动模块2_6实现开关磁阻电机的调速，通过精确的控制导通、关断角能够减少开关磁阻电机的转矩脉动，使调速性能更优。
[0013]3、ARM控制器主要用于人机交互，操作人员通过控制手持无线控制器上IXD触摸屏显示的启动、停止、加速、减速虚拟按钮实现对开关磁阻电机的速度控制。同时，DSP控制器将所采集的电流、电压信息，根据位置信号所计算的转速信息；所采用的控制策略信息传输给ARM控制器并在IXD触摸屏上显示，本实用新型不仅使操作更加简单化，而且交互性更强，操作人员能够通过LCD触摸屏上显示的数据对电机当前运行状态有更深入的了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的整体结构框图；
[0015]图2本实用新型电机驱动部分主视图；
[0016]图3本实用新型手持部分主视图；
[0017]图4本实用新型位置检测模块结构示意图；
[0018]图5本实用新型电流采集模块电路图；
[0019]图6本实用新型电压采集模块电路图。
[0020]图中1、被测开关磁阻电机，1-1、电流采集模块，1-2、电压采集模块，1-3、位置采集模块，2、电机驱动部分，2-1、壳体，2-2、第一无线通讯器，2-3、信息采集输入端口，2-4、功率调节端口，2-4-1、A 相端口，2-4-2、B 相端口，2-4-3，C 相端口，2-5,DSP 控制器，2-6、IGBT 驱动模块，2-7、三相逆变桥，2-8、电源接口，3、手持控制部分，3-1、上壳体，3-2、手柄，3_3、第二无线通讯器，3-4、触摸屏，3-5、ARM控制器，3_6、网卡，3_7、电源模块，3_8、存储器，4、第一光耦，5、第二光耦，6、第三光耦，7、第一非门，8、第二非门，9、第三非门，10、第四非门，11、第五非门，12、第六非门，13、第一与门，14、第二与门，15、第三与门。
【具体实施方式】
[0021]结合【专利附图】
【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】:本实施方式的一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，包括被测开关磁阻电机1、电机驱动部分2和手持控制部分3，所述被测开关磁阻电机I上设有电流采集模块1-1、电压采集模块1-2和位置采集模块1-3，所述电机驱动部分2包括壳体2-1，所述壳体2-1上设有第一无线通讯器2-2、信息采集输入端口 2-3、功率调节端口 2-4和电源接口 2-8，壳体2-1内部设有DSP控制器2_5、IGBT驱动模块2-6和三相逆变桥2-7，所述手持控制部分3包括上壳体3-1和手柄3-2，所述上壳体3-1上设有触摸屏3-4和第二无线通讯器3-3，上壳体3-1内设有ARM控制器3_5和网卡3-6，所述手柄3-2内部设有电源模块3-7 ；
[0022]所述第一无线通讯器2-2通过数据线与DSP控制器2_5建立通信连接，电流采集模块1-1、电压采集模块1-2和位置采集模块1-3的输出端通过数据线连接信息采集输入端口 2-3，信息采集输入端口 2-3通过数据线与DSP控制器2-5建立通信连接，DSP控制器
2-5的输出端通过导线连接IGBT驱动模块2-6的输入端，IGBT驱动模块2_6的输出端通过导线与三相逆变桥2-7建立连接，三相逆变桥2-7通过三组穿过功率调节端口 2-4的数据连线与被测开关磁阻电机I的三相绕组建立连接；所述触摸屏3-4通过数据线与ARM控制器3-5建立数据连接，第二无线通讯器3-3过数据线与ARM控制器3_5建立通信连接，所述电源模块3-7和网卡3-6通过导线与ARM控制器3_5建立连接，所述第一无线通讯器2_2与第二无线通讯器3-3通过无线网络进行数据通讯传输。
[0023]所述位置采集模块包括第一光耦4、第二光耦5、第三光耦6、第一非门7、第二非门8、第三非门9、第四非门10、第五非门11、第六非门12、第一与门13、第二与门14和第三与门15，所述第一光耦4的输出端连接第一非门7的输入端，第二光耦5的输出端连接第二非门8的输入端，第三光耦6的输出端连接第三非门9的输入端，第一非门7的输出端同时连接第四非门10的输入端和第三与门15的输入端，第二非门8的输出端同时连接第五非门11的输入端和第一与门13的输入端，第三非门9的输出端同时连接第六非门12的输入端和第二与门14的输入端，第四非门10的输出端连接第一与门13，第五非门11的输出端连接第二与门14，第六非门12的输出端连接第三与门15，所述第一与门13的输出端、第二与门14输出端和第三与门15输出端分别通过数据线与DSP控制器2-5建立连接。
[0024]所述ARM控制器3-5外接有存储器3-8。
[0025]所述三相逆变桥2-7通过电源接口与外接电源建立连接。
[0026]所述ARM控制器3-5为搭载LINUX系统的控制器。
[0027]所述触摸屏为IXD触摸屏。
[0028]将所述的电机驱动器部分2与电网的三相交流电相连，所述的电机驱动部分2的三相逆变桥2-7输出端与被测开关磁阻电机I的三相绕组相连，所述的电机驱动部分2的信息采集输入端口 2-3与被测开关磁阻电机I的信号线相连，即可启动系统。
[0029]如图4所示，所述DSP控制器2-5接收到启动信息后，通过所述的位置采集模块采集当前位置状态。当DSP控制器采集到“PA = 1、PB = 0、PC = O”时，使IGBT驱动电路A相有效，驱动三相逆变桥中A相后，信号从A相端口 2-4-1输出控制电机；当采集到“PA =0、PB = UPC = O”时，使IGBT驱动电路B相有效，驱动三相逆变桥中B相后，信号从B相端口 2-4-2输出控制电机；采集到“PA = 0、PB = 0、PC = I”时，使IGBT驱动电路C相有效，驱动三相逆变桥中C相后，信号从C相端口 2-4-3输出控制电机。通过不断的读取位置信号并切换相应的驱动相，即可使开关磁阻电机运行。同时，通过位置信号的变化，计算当前电机运行的速度及所处的机械角度，并通过所第一无线通讯器2-2和第二无线通讯器
3-3传输给ARM控制器3-5，并在所述的IXD触摸屏3_4上显示当前速度数值。
[0030]当所述的被测开关磁阻电机I在低速运行时，采用定开通、关断角的电压斩波与电流斩波相结合的控制策略，角度通过根据位置采集模块1-3采集位置信号采集所获得，电流信号通过电流采集模块1-1所得，一相电流采集模块电路原理图如图5所示，所述电流采集模块1-1所采用的电流传感器为CSNP161。当被测开关磁阻电机I在高速运行时，通过变开通、关断角的角度控制与电压斩波相结合的控制策略，电压采集模块1-2电路原理图如图6所示。通过第一无线通讯器2-2将当前所采用的控制策略传输给ARM控制器3-5，并在的IXD触摸屏3-4上显示。
【权利要求】
1.一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，包括被测开关磁阻电机(I)、电机驱动部分(2)和手持控制部分(3)，所述被测开关磁阻电机(I)上设有电流采集模块(1-1)、电压采集模块(1-2)和位置采集模块(1-3)，其特征在于:所述电机驱动部分(2)包括壳体(2-1)，所述壳体(2-1)上设有第一无线通讯器(2-2)、信息采集输入端口(2-3)、功率调节端口(2-4)和电源接口(2-8)，壳体(2-1)内部设有DSP控制器(2_5)、IGBT驱动模块(2-6)和三相逆变桥(2-7)，所述手持控制部分(3)包括上壳体(3-1)和手柄(3-2)，所述上壳体(3-1)上设有触摸屏(3-4)和第二无线通讯器(3-3)，上壳体(3-1)内设有ARM控制器(3-5)和网卡(3-6)，所述手柄(3-2)内部设有电源模块(3-7); 所述第一无线通讯器(2-2)通过数据线与DSP控制器(2-5)建立通信连接，电流采集模块(1-1)、电压采集模块(1-2)和位置采集模块(1-3)的输出端通过数据线连接信息采集输入端口(2-3)，信息采集输入端口(2-3)通过数据线与DSP控制器(2-5)建立通信连接，DSP控制器(2-5)的输出端通过导线连接IGBT驱动模块(2_6)的输入端，IGBT驱动模块(2-6)的输出端通过导线与三相逆变桥(2-7)建立连接，三相逆变桥(2-7)通过三组穿过功率调节端口(2-4)的数据连线与被测开关磁阻电机(I)的三相绕组建立连接；所述触摸屏(3-4)通过数据线与ARM控制器(3-5)建立数据连接，第二无线通讯器(3_3)通过数据线与ARM控制器(3-5)建立通信连接，所述电源模块(3-7)和网卡(3_6)通过导线与ARM控制器(3-5)建立连接，所述第一无线通讯器(2-2)与第二无线通讯器(3-3)通过无线网络进行数据通讯传输。
2.根据权利要求1所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述位置采集模块包括第一光耦(4)、第二光耦(5)、第三光耦(6)、第一非门(7)、第二非门(8)、第三非门(9)、第四非门(10)、第五非门(11)、第六非门(12)、第一与门(13)、第二与门(14)和第三与门(15)，所述第一光親⑷的输出端连接第一非门(7)的输入端，第二光耦(5)的输出端连接第二非门⑶的输入端，第三光耦(6)的输出端连接第三非门(9)的输入端，第一非门⑵的输出端同时连接第四非门(10)的输入端和第三与门(15)的输入端，第二非门(8)的输出端同时连接第五非门(11)的输入端和第一与门(13)的输入端，第三非门(9)的输出端同时连接第六非门(12)的输入端和第二与门(14)的输入端，第四非门(10)的输出端连接第一与门(13)，第五非门(11)的输出端连接第二与门(14)，第六非门(12)的输出端连接第三与门(15)，所述第一与门(13)的输出端、第二与门(14)输出端和第三与门(15)输出端分别通过数据线与DSP控制器(2-5)建立连接。
3.根据权利要求2所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述ARM控制器(3-5)外接有存储器(3-8)。
4.根据权利要求3所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述三相逆变桥(2-7)通过电源接口(2-8)与外接电源建立连接。
5.根据权利要求4所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述ARM控制器(3-5)为搭载LINUX系统的控制器。
【文档编号】H02P6/16GK204156768SQ201420634332
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】周永勤, 孙沁, 滕菲, 王宁 申请人:哈尔滨理工大学
【专利摘要】一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，它涉及一种开关磁阻电机调速系统。本实用新型的目的是为了解决现有的SRM电机调速系统无法远距离操作、调速效果差、调速状态不稳定的问题。本实用新型的电机驱动部分包括壳体，壳体上设有第一无线通讯器、信息采集输入端口和功率调节端口，壳体内部设有DSP控制器、IGBT驱动模块和三相逆变桥，手持控制部分包括上壳体和手柄，上壳体上设有触摸屏和第二无线通讯器，上壳体内设有ARM控制器和网卡，手柄内部设有电源模块。本实用新型适用于远距离操作，调速效果好，工作状态稳定。
【专利说明】一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种开关磁阻电机调速系统，具体涉及一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，属于开关磁阻电机控制领域。
【背景技术】
[0002]开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，SRM)是20世纪80年代中期随着电力电子技术、微型计算机技术和现代控制理论的迅猛发展而发展起来的一种新型机电一体化产品，是调速领域的一个新分支。与传统电机驱动系统相比，由SRM构成的驱动系统具有许多突出特点。首先，电机机械结构简单，定转子均为双凸极结构，不含磁钢，成本低；转子上无绕组，只在定子上装有简单的集中绕组，且绕组端部短，没有相间跨越，维护修理容易；其功率损耗主要发生在定子上，电机易于冷却；因此这种结构电机特别适合用于高速、高温、振动大等特殊场合。其次，功率电路简单可靠，SRM电机转矩方向只与各相通电顺序有关，与相电流方向无关，使各相绕组与功率开关器件可以采用串联方式，避免了两个功率器件直通的危险；电机各相绕组通电回路独立，旋转时可以缺相运行，容错能力强；能四象限运行，有较强的再生制动能力；具有小电流大转矩，低速性能好，无传统电机起动时出现的冲击电流现象；SRM适合用在电动汽车、轮船和飞机驱动装置上。最后，可控参数多，控制灵活，调速性能好，在宽广的速度和功率范围内都能保持较高效率。这些优良的性能，使SRM系统成为继交流异步电机、直流电机、永磁同步电机之后最有发展前景的驱动系统，因而SRM电机的调速系统成为关键，而现有的SRM电机调速系统无法远距离操作、调速效果差、调速状态不稳定。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是为了解决现有的SRM电机调速系统无法远距离操作、调速效果差、调速状态不稳定的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，包括被测开关磁阻电机、电机驱动部分和手持控制部分，所述被测开关磁阻电机上设有电流采集模块、电压采集模块和位置采集模块，所述电机驱动部分包括壳体，所述壳体上设有第一无线通讯器、信息采集输入端口、功率调节端口和电源接口，壳体内部设有DSP控制器、IGBT驱动模块和三相逆变桥，所述手持控制部分包括上壳体和手柄，所述上壳体上设有触摸屏和第二无线通讯器，上壳体内设有ARM控制器和网卡，所述手柄内部设有电源模块；
[0005]所述第一无线通讯器通过数据线与DSP控制器建立通信连接，电流采集模块、电压采集模块和位置采集模块的输出端通过数据线连接信息采集输入端口，信息采集输入端口通过数据线与DSP控制器2-5建立通信连接，DSP控制器的输出端通过导线连接IGBT驱动模块的输入端，IGBT驱动模块的输出端通过导线与三相逆变桥建立连接，三相逆变桥通过三组穿过功率调节端口的数据连线与被测开关磁阻电机的三相绕组建立连接；所述触摸屏通过数据线与ARM控制器建立数据连接，第二无线通讯器通过数据线与ARM控制器建立通信连接，所述电源模块和网卡通过导线与ARM控制器建立连接，所述第一无线通讯器与第二无线通讯器通过无线网络进行数据通讯传输。
[0006]所述位置采集模块包括第一光耦、第二光耦、第三光耦、第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、第五非门、第六非门、第一与门、第二与门和第三与门，所述第一光耦的输出端连接第一非门的输入端，第二光耦的输出端连接第二非门的输入端，第三光耦的输出端连接第三非门的输入端，第一非门的输出端同时连接第四非门的输入端和第三与门的输入端，第二非门的输出端同时连接第五非门的输入端和第一与门的输入端，第三非门的输出端同时连接第六非门的输入端和第二与门的输入端，第四非门的输出端连接第一与门，第五非门的输出端连接第二与门，第六非门的输出端连接第三与门，所述第一与门的输出端、第二与门输出端和第三与门输出端分别通过数据线与DSP控制器建立连接，采用数字逻辑电路的二进制控制方式，结构简单，系统运算简单，操作方便，运行稳定。
[0007]所述ARM控制器外接有存储器，对ARM控制器内的数据进行备份存储，为后期数据的整体分析提供数据支持。
[0008]所述三相逆变桥通过电源接口与外接电源建立连接，电压稳定，使驱动部分工作流畅。
[0009]所述ARM控制器为搭载LINUX系统的控制器，ARM控制器采用嵌入式操作系统，其操作简便，在面对多任务、多协议、复杂应用时运行状态稳定，具有低功耗，低成本，高性能等效果。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下效果:
[0011]1、本实用新型中由电机控制器和手持无线控制器两部分组成，并通过无线通信模块实现两者间信息传输，使控制更加方便、安全，远距离无线控制能够使监控性更强。
[0012]2、本实用新型采用了 DSP和ARM双处理器结构对开关磁阻电机进行调速，DSP控制器主要用于对开关磁阻电机的位置信号、电流信号、电压信号进行采集，并根据所采集的信号选择开关磁阻电机的控制策略。同时，DSP控制器2-5通过控制IGBT驱动模块2_6实现开关磁阻电机的调速，通过精确的控制导通、关断角能够减少开关磁阻电机的转矩脉动，使调速性能更优。
[0013]3、ARM控制器主要用于人机交互，操作人员通过控制手持无线控制器上IXD触摸屏显示的启动、停止、加速、减速虚拟按钮实现对开关磁阻电机的速度控制。同时，DSP控制器将所采集的电流、电压信息，根据位置信号所计算的转速信息；所采用的控制策略信息传输给ARM控制器并在IXD触摸屏上显示，本实用新型不仅使操作更加简单化，而且交互性更强，操作人员能够通过LCD触摸屏上显示的数据对电机当前运行状态有更深入的了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的整体结构框图；
[0015]图2本实用新型电机驱动部分主视图；
[0016]图3本实用新型手持部分主视图；
[0017]图4本实用新型位置检测模块结构示意图；
[0018]图5本实用新型电流采集模块电路图；
[0019]图6本实用新型电压采集模块电路图。
[0020]图中1、被测开关磁阻电机，1-1、电流采集模块，1-2、电压采集模块，1-3、位置采集模块，2、电机驱动部分，2-1、壳体，2-2、第一无线通讯器，2-3、信息采集输入端口，2-4、功率调节端口，2-4-1、A 相端口，2-4-2、B 相端口，2-4-3，C 相端口，2-5,DSP 控制器，2-6、IGBT 驱动模块，2-7、三相逆变桥，2-8、电源接口，3、手持控制部分，3-1、上壳体，3-2、手柄，3_3、第二无线通讯器，3-4、触摸屏，3-5、ARM控制器，3_6、网卡，3_7、电源模块，3_8、存储器，4、第一光耦，5、第二光耦，6、第三光耦，7、第一非门，8、第二非门，9、第三非门，10、第四非门，11、第五非门，12、第六非门，13、第一与门，14、第二与门，15、第三与门。
【具体实施方式】
[0021]结合【专利附图】
【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】:本实施方式的一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，包括被测开关磁阻电机1、电机驱动部分2和手持控制部分3，所述被测开关磁阻电机I上设有电流采集模块1-1、电压采集模块1-2和位置采集模块1-3，所述电机驱动部分2包括壳体2-1，所述壳体2-1上设有第一无线通讯器2-2、信息采集输入端口 2-3、功率调节端口 2-4和电源接口 2-8，壳体2-1内部设有DSP控制器2_5、IGBT驱动模块2-6和三相逆变桥2-7，所述手持控制部分3包括上壳体3-1和手柄3-2，所述上壳体3-1上设有触摸屏3-4和第二无线通讯器3-3，上壳体3-1内设有ARM控制器3_5和网卡3-6，所述手柄3-2内部设有电源模块3-7 ；
[0022]所述第一无线通讯器2-2通过数据线与DSP控制器2_5建立通信连接，电流采集模块1-1、电压采集模块1-2和位置采集模块1-3的输出端通过数据线连接信息采集输入端口 2-3，信息采集输入端口 2-3通过数据线与DSP控制器2-5建立通信连接，DSP控制器
2-5的输出端通过导线连接IGBT驱动模块2-6的输入端，IGBT驱动模块2_6的输出端通过导线与三相逆变桥2-7建立连接，三相逆变桥2-7通过三组穿过功率调节端口 2-4的数据连线与被测开关磁阻电机I的三相绕组建立连接；所述触摸屏3-4通过数据线与ARM控制器3-5建立数据连接，第二无线通讯器3-3过数据线与ARM控制器3_5建立通信连接，所述电源模块3-7和网卡3-6通过导线与ARM控制器3_5建立连接，所述第一无线通讯器2_2与第二无线通讯器3-3通过无线网络进行数据通讯传输。
[0023]所述位置采集模块包括第一光耦4、第二光耦5、第三光耦6、第一非门7、第二非门8、第三非门9、第四非门10、第五非门11、第六非门12、第一与门13、第二与门14和第三与门15，所述第一光耦4的输出端连接第一非门7的输入端，第二光耦5的输出端连接第二非门8的输入端，第三光耦6的输出端连接第三非门9的输入端，第一非门7的输出端同时连接第四非门10的输入端和第三与门15的输入端，第二非门8的输出端同时连接第五非门11的输入端和第一与门13的输入端，第三非门9的输出端同时连接第六非门12的输入端和第二与门14的输入端，第四非门10的输出端连接第一与门13，第五非门11的输出端连接第二与门14，第六非门12的输出端连接第三与门15，所述第一与门13的输出端、第二与门14输出端和第三与门15输出端分别通过数据线与DSP控制器2-5建立连接。
[0024]所述ARM控制器3-5外接有存储器3-8。
[0025]所述三相逆变桥2-7通过电源接口与外接电源建立连接。
[0026]所述ARM控制器3-5为搭载LINUX系统的控制器。
[0027]所述触摸屏为IXD触摸屏。
[0028]将所述的电机驱动器部分2与电网的三相交流电相连，所述的电机驱动部分2的三相逆变桥2-7输出端与被测开关磁阻电机I的三相绕组相连，所述的电机驱动部分2的信息采集输入端口 2-3与被测开关磁阻电机I的信号线相连，即可启动系统。
[0029]如图4所示，所述DSP控制器2-5接收到启动信息后，通过所述的位置采集模块采集当前位置状态。当DSP控制器采集到“PA = 1、PB = 0、PC = O”时，使IGBT驱动电路A相有效，驱动三相逆变桥中A相后，信号从A相端口 2-4-1输出控制电机；当采集到“PA =0、PB = UPC = O”时，使IGBT驱动电路B相有效，驱动三相逆变桥中B相后，信号从B相端口 2-4-2输出控制电机；采集到“PA = 0、PB = 0、PC = I”时，使IGBT驱动电路C相有效，驱动三相逆变桥中C相后，信号从C相端口 2-4-3输出控制电机。通过不断的读取位置信号并切换相应的驱动相，即可使开关磁阻电机运行。同时，通过位置信号的变化，计算当前电机运行的速度及所处的机械角度，并通过所第一无线通讯器2-2和第二无线通讯器
3-3传输给ARM控制器3-5，并在所述的IXD触摸屏3_4上显示当前速度数值。
[0030]当所述的被测开关磁阻电机I在低速运行时，采用定开通、关断角的电压斩波与电流斩波相结合的控制策略，角度通过根据位置采集模块1-3采集位置信号采集所获得，电流信号通过电流采集模块1-1所得，一相电流采集模块电路原理图如图5所示，所述电流采集模块1-1所采用的电流传感器为CSNP161。当被测开关磁阻电机I在高速运行时，通过变开通、关断角的角度控制与电压斩波相结合的控制策略，电压采集模块1-2电路原理图如图6所示。通过第一无线通讯器2-2将当前所采用的控制策略传输给ARM控制器3-5，并在的IXD触摸屏3-4上显示。
【权利要求】
1.一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，包括被测开关磁阻电机(I)、电机驱动部分(2)和手持控制部分(3)，所述被测开关磁阻电机(I)上设有电流采集模块(1-1)、电压采集模块(1-2)和位置采集模块(1-3)，其特征在于:所述电机驱动部分(2)包括壳体(2-1)，所述壳体(2-1)上设有第一无线通讯器(2-2)、信息采集输入端口(2-3)、功率调节端口(2-4)和电源接口(2-8)，壳体(2-1)内部设有DSP控制器(2_5)、IGBT驱动模块(2-6)和三相逆变桥(2-7)，所述手持控制部分(3)包括上壳体(3-1)和手柄(3-2)，所述上壳体(3-1)上设有触摸屏(3-4)和第二无线通讯器(3-3)，上壳体(3-1)内设有ARM控制器(3-5)和网卡(3-6)，所述手柄(3-2)内部设有电源模块(3-7); 所述第一无线通讯器(2-2)通过数据线与DSP控制器(2-5)建立通信连接，电流采集模块(1-1)、电压采集模块(1-2)和位置采集模块(1-3)的输出端通过数据线连接信息采集输入端口(2-3)，信息采集输入端口(2-3)通过数据线与DSP控制器(2-5)建立通信连接，DSP控制器(2-5)的输出端通过导线连接IGBT驱动模块(2_6)的输入端，IGBT驱动模块(2-6)的输出端通过导线与三相逆变桥(2-7)建立连接，三相逆变桥(2-7)通过三组穿过功率调节端口(2-4)的数据连线与被测开关磁阻电机(I)的三相绕组建立连接；所述触摸屏(3-4)通过数据线与ARM控制器(3-5)建立数据连接，第二无线通讯器(3_3)通过数据线与ARM控制器(3-5)建立通信连接，所述电源模块(3-7)和网卡(3_6)通过导线与ARM控制器(3-5)建立连接，所述第一无线通讯器(2-2)与第二无线通讯器(3-3)通过无线网络进行数据通讯传输。
2.根据权利要求1所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述位置采集模块包括第一光耦(4)、第二光耦(5)、第三光耦(6)、第一非门(7)、第二非门(8)、第三非门(9)、第四非门(10)、第五非门(11)、第六非门(12)、第一与门(13)、第二与门(14)和第三与门(15)，所述第一光親⑷的输出端连接第一非门(7)的输入端，第二光耦(5)的输出端连接第二非门⑶的输入端，第三光耦(6)的输出端连接第三非门(9)的输入端，第一非门⑵的输出端同时连接第四非门(10)的输入端和第三与门(15)的输入端，第二非门(8)的输出端同时连接第五非门(11)的输入端和第一与门(13)的输入端，第三非门(9)的输出端同时连接第六非门(12)的输入端和第二与门(14)的输入端，第四非门(10)的输出端连接第一与门(13)，第五非门(11)的输出端连接第二与门(14)，第六非门(12)的输出端连接第三与门(15)，所述第一与门(13)的输出端、第二与门(14)输出端和第三与门(15)输出端分别通过数据线与DSP控制器(2-5)建立连接。
3.根据权利要求2所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述ARM控制器(3-5)外接有存储器(3-8)。
4.根据权利要求3所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述三相逆变桥(2-7)通过电源接口(2-8)与外接电源建立连接。
5.根据权利要求4所述一种手持式无线控制的开关磁阻电机调速系统，其特征在于:所述ARM控制器(3-5)为搭载LINUX系统的控制器。
【文档编号】H02P6/16GK204156768SQ201420634332
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】周永勤, 孙沁, 滕菲, 王宁 申请人:哈尔滨理工大学
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1