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电机安装质量的好坏,直接影响电机的运行安全和使用寿命。电机安装调整主要包括安装基础的调整和准备、电机吊装、轴承座安装调整、气隙调整、联轴器调整等工作。
一、大型电机安装控制要点
1.设备的开箱检查。一是核对电机的铭牌,其型号、功率应与设计相符,随机附件、备件应与装箱单相符,出厂检验资料齐全。二是外观检查电机各部件有无变形和损伤,电机底板、地脚螺栓、锚板、联轴器等尺寸是否符合设计要求,外观油漆是否完整。
2.电机吊装和抽芯。作为电机安装的重要步骤,转子抽芯必不可少。根据起重设备和电机的具体特点,总结出“横担抽轴法”,操作步骤如下。根据需要准备横担一根(适当管径和长度的钢管),将转子主轴端套钢管,用10t吊车挂5t 手动葫芦,5t手动葫芦和钢丝绳分别挂在横担两端。再用两个3t手动葫芦分别挂在横担两端,并分别套在联轴器端和假轴钢管上。用5t和3t手动葫芦调整横担平行和定子与转子的间隙,待间隙均匀后移动10t吊车将转子缓缓抽出。采用横担抽轴法提高了转子移动过程中的稳定性,如果设备条件允许,采用主钩和副钩配合使用的方法则可以增加稳定性。值得注意的是,由于定转子间隙很小,而定子内的铁心、绕组等机械强度差,操作不当将可能带来损伤,因此整个操作过程必须小心、缓慢。
3.磁场中心线的调整。电机转子在轴承座上调整就位后,需要对电机定转子的相对位置进行调整,以保证电机运行中磁场中心的重合,避免电机运行起来后产生轴向串动。通常,定转子的几何中心线即是磁场中心线的重合位置,因此调整磁场中心线即是调整定转子的中心位置。实际调整工作中,即是使转子与定子两铁心端面距离相等,参见图1,即a=b 时,表明两磁场中心线是重合的。图1中a)表示两磁场中心线重合,b)表示两磁场中心线不重合。调整的具体做法是在定转子两端对应处各选四点,用刻度尺测量a 和b 的数值,用数学统计方法判断定子的移动方向和大小。
图1 定转子铁心端面对齐
4.底板的安装。一是安装前用清洗剂清除底板的防锈油,然后用布擦干净,对轴承座和定子机座安装面应注意检查有无碰伤和锈蚀,检查底板螺杆丝扣有无损坏,并试拧一次。若有类似缺陷应进行修复。二是将底板吊入基坑,平稳放在已调整好的垫板上,同时放入已清洗好的螺杆。在预先已测好的中心标板上用线架和细钢丝放出纵横中心线,用线垂测量并调整底板,使底板的纵横中心线与基础的纵横中心线相吻合。调整底板时,只能用千斤顶或橇杠,不得直接锤打底板。三是利用预先测定好的底板标高用平尺和水平仪检查并调整底板标高,使其达到设计要求。四是用平尺和框式水平仪检查底板水平度,调整垫铁使底板水平度误差小于0.15mm/m,全长小于0.3mm,标高误差为±0.5mm,纵横轴线误差小于0.5mm。五是在拧紧地脚螺栓前检查螺杆应与锚板表面相互垂直,锚板表面应全部与基础面接触,否则应处理基础表面。采用对角循环法拧紧地脚螺栓,使各螺栓受力均匀,螺杆上部丝扣应露2~5扣。
5.气隙调整。在电机定子和转子基本就位后,要对定转子间的气隙进行调整,使定转子四周气隙均匀。气隙调整得不好,电机运行中振动和噪声大,严重时可能造成扫膛事故。首先在定子铁心两侧端面按水泵旋转方向(每隔90°)均匀地画出四点,分别标志为a,b,c,d(联轴器端)和a′,b′,c′,d′(轴伸端),用塞尺进行测量。然后将转子旋转90°测量下一组数据。通常要求测量次数不少于4 次,计算平均值。气隙应力求均匀,并要求最大值或最小值与平均值之差的绝对值不超过平均值的10%。如果不满足要求就要根据测量情况调整气隙,具体做法是在定子底座增加或减少垫铁厚度。需要注意的是,调整电机气隙时,要考虑到电机运行起来后定、转子间气隙的变化情况。在按照静态下测出的气隙进行调整时,还应留出电机运行时因电磁场变化和温度升高等因素的偏差量,通常情况下冷态时上气隙应比下气隙大0.05mm。同时还要考虑,测量电机气隙时转轴在下轴瓦上是静止状态,一旦运行后,轴颈与轴瓦间要建立起油膜,使转子抬高。油膜厚度一般按0.05mm考虑,事实上,除油膜抬高转子之外,还要考虑其他因素,比如,轴瓦的长期磨损要使转子降低些,另外定子温度升高膨胀及轴承座的膨胀因素等。因此,调整气隙应全面考虑各种因素,一般情况下在调整气隙时应使上部气隙比下部气隙大0.1~0.15mm。另外,由于定转子铁芯形态极不规则,作为鼠笼异步电机气隙值往往比较小,比如Y1000/1430 型高压电机气隙仅1.5mm,因此气隙的测量和调整需要足够的耐心和细致。
6.电机定子和转子安装调整就位后,还要考虑到电机联轴器与被拖动设备联轴器轴心线重合的问题。为使机组运行平稳,要求两个联轴器的端面应相互平行,同时要使被拖动设备转子轴心线的延长线与电机转子轴心线的延长线重合,否则电机将不能平稳工作。联轴器的调整应采用下张口连接方式,这是因为电机转子和被拖动设备转子都相当重,在重力作用下转轴会出现不同程度的挠度,挠度大小与电机转子和被拖动设备自身重量、轴的长度和直径有关。转轴长度越长,直径越细、重量越重,其挠度越大。所以,两个轴往往不能绝对水平,一般是使两端的轴瓦稍高些。用塞尺测量两联轴器的轴向间隙,用千分尺测量径向间隙。为了尽量减少测量误差,应将联轴器转动0°、90°、180°、270°4个位置分别测出径向和轴向间隙。对于滑动轴承,在冷态下测量时,要考虑到电机运行后建立起来的油膜抬高电机转子的因素。根据经验,在实际调整中,当电机联轴器的径向间隙低于被拖动设备联轴器0.05mm时,运行效果较好。
二、大型电机轴电流的防治方法
对于大中型电机轴电流的防治,在电机安装调整工作中是不容忽视的环节。由于制造水平的限制,轴电压的产生是不可避免的,如不采取措施,则有可能在电机转轴与轴承座间形成轴电流。轴电流对电机的运行不利,严重的会造成烧瓦事故。对于轴电流的防治,通常的做法是在轴承座下安装绝缘垫板。另外,在轴承座与电机底板连接处也要有绝缘措施,比如固定螺栓与轴承座连接处要加装绝缘垫圈。当电机及联轴器等调试合格后,应用定位销钉定位,定位销钉的使用也应有绝缘措施,比如销钉与金属件间加电工纸板隔套,或者直接使用足够强度的绝缘材料销钉。总之要切断轴电流的流通通道,避免轴电流在电机转轴与底板间形成回路。
大中型电机的安装是一项复杂而且技术要求较高的工作。在调整联轴器轴向及径向间隙时有可能导致电机气隙值的变化,也可能影响到电机定子和转子磁场中心位置的变化。同时在电机调试时还要考虑各相关量的动态变化,比如电机和被拖动设备运行起来后可能引起的气隙值变化等。所以,在实施电机安装调试前应做好充分准备,统筹考虑,制定科学合理的操作方案,必要时还要对操作人员进行相关培训。
参考文献:
[1]康晓阳.电动机控制线路安装方法与技巧[J].科技信息,2010(25).
以电机控制平台为对象,利用51单片机和变频器,控制电机精确的定位和正反转运动,克服了常见的因高速而丢步和堵转的现象。电机实现闭环控制的基本方法是将电机工作于启动停止区,通过改变参考脉冲的频率来调节电机的运行速度和电机的闭环控制系统由速度环和位置环构成。通过PID调节实现稳态精度和动态性能较好的闭环系统。
关键词:变频器PID调节 闭环控制
一、实验目的和任务
通过这次课程设计,目的在于掌握如何用DSP控制变频器,再通
过变频器控制异步电动机实现速度的闭环控制。为实现闭环控制,我们需完成相应的任务:
1、通过变频器控制电机的五段调速。
2、通过示波器输出电机速度变化的梯形运行图与s形运行图。
3、通过单片机实现电机转速的开环控制。
4、通过单片机实现电机的闭环控制。
二、实验设备介绍
装有ccs4.2软件的个人计算机,含有ADC模块的51单片机开发板一套,变频器一个,导线若干条。
三、硬件电路
1.变频器的简介
变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,变频器还有很多的保护功能。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
关键词:电机控制,单片机,降压启动
随着科技的发展,供暖供热电机控制系统正在由传统的继电器控制方式逐渐转换为变频器控制方式。虽然变频器控制方式有着功能强大,节省能源等优点,但成本过高,短时期内还无法全部普及。传统的继电器控制方式又无法满足现代化控制的需要。所以急需一种功能强大的,廉价的过渡方案来对现有控制系统进行改造。
近年来单片机技术快速发展,涌现了一大批价格低廉,功能强大,灵活性好,可靠性高的原件和产品。特别是51系列单片机,使用广泛,并且具有价格低廉,内部硬件资源丰富,IO端口充足的优点。所以本人采用AT89S52单片机为核心部件,设计了一个新的电机控制系统。
本系统可以用来控制小功率全压启动电机和大功率降压启动电机。每个全压启动电机需要两个输入引脚,连接启动和停止按钮;三个输出引脚,其中两个连接红绿指示灯,作为电机工作状态的指示,一个连接继电器作为电机的控制信号。每个降压启动电机需要两个输入引脚,连接启动和停止按钮;四个输出引脚,其中两个连接红绿指示灯,作为电机工作状态的指示,一个连接继电器作为电机的常压控制信号,另外一个连接继电器作为电机的降压控制信号。
一、硬件部分
1、单片机及控制、信号部分
图1:单片机及控制、信号部分图
本系统采用AT89S52单片机作为系统的核心控制部分,图中略去单片机的电源和晶振。免费论文。四个指示灯的工作电压为5V。
P0.0:为全压启动电机的启动按钮
P0.1:为全压启动电机的停止按钮
P0.2:为降压起动电机的启动按钮
P0.3:为降压起动电机的停止按钮
P2.0:为全压起动电机的运行指示灯(绿色)
P2.1:为全压起动电机的停止指示灯(红色)
P2.2:为全压起动电机的启动控制信号(外接部分未画出)
P2.4:为降压起动电机的运行指示灯(绿色)
P2.5:为降压起动电机的停止指示灯(红色)
P2.6:为降压起动电机的常压控制信号(外接部分未画出)
P2.7:为降压起动电机的降压启动控制信号(外接部分未画出)
2、弱强电转换、电机控制部分
图2:全压启动电机弱强电转换、电机控制部分图
单片机的IO引脚驱动能力有限,所以使用三极管对电流进行放大。并且灌电流驱动能力远大于拉电流,所以采用PNP三极管9012,使用负逻辑控制。经过第一级继电器,控制220V强电,然后220V强电控制三相交流接触器,最终控制三相电机。大功率的降压启动电机,区别只是多使用了两个交流接触器,来控制提供给电机的是常压,还是经过变压器降压的低压。如下图所示。
图3:降压启动电机弱强电转换、电机控制部分图
二、软件部分
1、主程序部分
图4:主程序逻辑框图
主程序的主要工作是扫描四个按键,当有按键按下的时候,经过0.1秒的除抖动延时,再进行判断。按照按钮的相应含义,控制指示灯和电机启动信号。当按下的按钮违反控制逻辑的时候(比如在电机运行状态下按下启动按钮),系统不予理会。免费论文。
2、降压启动延时部分
图4:降压启动延时子程序逻辑框图
降压启动的子程序,完全位于中断处理程序中,所以可以独立于按键扫描主程序之外,互不干扰。在获得降压电机启动信号后,单片机先给出控制信号接通电机电源,同时给出降压控制信号。接下来,单片机重复100次每次0.1秒的延时程序。当延时共计10秒结束后,停止降压信号,延时0.5秒等待交流接触器动作结束,给出全压信号,电机进入全压工作状态。降压启动期间,每隔0.5秒,启动指示灯闪烁一次,表明电机处于降压启动阶段。
本系统具有以下优点:
1:价格低廉。完整系统的批量制造价格远低于变频系统,也低于现有的继电器控制系统。
2:可靠性高。本系统使用元器件少,所以系统故障率比较低。低压器件的寿命要长于使用强电工作的时间、中间继电器。
3:逻辑精确。使用单片机运行程序,各电机的运行状态由软件决定,避免了传统继电器控制系统可能产生的逻辑错误。免费论文。
4:功能强大。一个单片机系统扩展后可以控制多个全压启动电机和降压启动电机。
5:维护简单。本系统结构简单,无需专业人员维护。故障后,只需更换该系统电路板,就可以迅速解决问题,尽可能的减少修复故障的时间。
6:可网络化。本系统可以扩展出串口通信功能,可以将所有电机控制系统的控制单片机连入RS232串口总线,使用一台计算机远程控制所有电机的工作状态。
关键词:脉冲频率;转速;定时中断;外部中断
中图分类号:TP391.8 文献标识号:A 文章编号:2095-2163(2015)02-
Design of Control System for Stepping Motor
TANG Ling
(Collge of physics and electronic information, China West Normal University, Nanchong Sichuan 637009,China)
Abstract: The system produces a digital pluse signal by SCM, and uses the ULN2003 to drive chip control the operation of motor. Because the rotational speed of motor is detemined by the frequency of the pulse signal, so to change the system speed need change the pulse frequency. The system adopts the method of timing interrupt which is the way of changing the pulse frequency. In the meanwhile, the number of buttons could control the external interrupt that is used to change the speed value in the storage area. The output pulse frequency of stepping motor will change accordingly. Finally the speed has to change.
Keywords: Pluse Frequency; Rotation Rate; Timing Interruput; External Interrupt
0 引 言
随着自动化控制的不断发展,运动控制技术已经成为推动新工业的重要技术,而运动控制系统中的核心单元就是步进电机控制模块。步进电机是一种完成数字/角度转换的电磁机械装置,可以利用电脉冲信号驱动步进电机按预设的方向转动并控制其转动到一个固定角度。综上分析可知,步进电机的转动应该有一定的角度定位,为了准确地定位,就需要控制其角位移量,而这一参数的控制通过改变脉冲个数来实现;同时电机的转速大小也是可以改变的,主要是通过改变脉冲的频率来实现[1]。
1 系统总体设计
1.1 系统的组成
本系统主要用AT89S52单片机来实现,再配上四相八拍的步进电机。由单片机产生的数字脉冲信号通过驱动芯片ULN2003来控制电机,同时电机还可以实现以下功能:加减速、正反转和液晶显示。其中,显示主要是实时标明电机的转速,加减速和正反转则通过按键来控制,因此系统的主要组成部分是:ULN2003驱动电路、显示电路、按键电路、单片机最小系统、电源电路[2,4]。系统总体设计如图1所示。
图1 系统总体设计
Fig.1 Overall designer of the system
1.2 按键电路
电路中设置四个按键,主要用于输入控制完成顺时针旋转、逆时针旋转、加速、减速,分别是由K1、K2、K3、K4这四个按键确定。电机的正反转由K1和K2的断开和闭合来实现,而K1和K2分别与单片机的P1.0和P1.1相连,K1和K2按键的状态由P1.0和P1.1接口送入单片机,单片机芯片再调用相应的方向转换程序。而步进电机的转速变化主要通过改变脉冲频率来实现。改变脉冲频率的方法有两种,分别是软件延时和定时中断。本系统采用的是定时器中断,通过K3、K4的断开和闭合控制电机加减速,再通过外部中断控制改变存储区中的速度值,步进电机的输出脉冲频率就随存储区中的数值做出相应的改变,最终达到改变转速的效果。按键电路图如图2所示。
图2 按键电路
Fig.2 Key circuit
1.3 驱动电路
驱动电路主要是驱动芯片ULN2003,该芯片由达林顿管组成。ULN2003的1B~4B口接收单片机P0.0~P0.3的输出脉冲,而后从1C~4C口将放大后的信号输出到步进电机的A、B、C、D相。驱动电路如图3所示。
图3 驱动电路
Fig.3 Driver circuit
1.4 显示电路
由于电机具有换向和加减速的功能,而电机转速又分为不同的等级,因此为了实时观察电机的运行方向和运行速度,系统设计了工作状态和电机转速的显示电路。显示电路采用LCD1602模块开发得到电机转速的实时显示。LCD1602的RS、R/W、E端口分别迪对接单片机的P0.5、P0.6、P0.7口 ,而D0~D7端口则分别连接了单片机的P2.0~P2.7。显示电路如图4所示。
图4 显示电路
Fig.4 Indicating circuit
2 软件设计
由于系统主要是实现步进电机的转动和换向,所以设计过程十分清晰。软件包含主程序部分、定时中断部分、外部中断部分和显示部分。其中主程序需要完成系统的初始化、系统状态的显示、开关按键的扫描并根据检测结果实施相应的处理[3]。特别地,系统的初始化可分解为如下步骤:一是初始化定时器,二是初始化外部中断。三是给单片机P1口送初始值以决定脉冲分配方式,速度值存储区送初始值确定电机的启动速度,给旋转方向值送初始值用以确定电机的初始旋转方向,液晶显示初始化。
在此,给出主程序的具体工作流程如下:首先是对液晶显示进行初始化,然后进行按键状态的检测,检测到有状态变化,再调用步进电机的相关数据显示子函数。按键检测时先检测正反转按键,再检测加减速按键。当K1按键按下时, P1.0口读回值为低,电机开始以初始值(若初始值设为5档)顺时针旋转,显示器上显示“CW5”,再检测按键状态,若K3按键按一次,则电机转速加一档,显示器上显示“CW6”,若K3按键再按一次,则电机转速再加一档,显示器上显示“CW7”,依次类推。若K4按键按一次,则电机转速减一档,显示器上显示“CW4”,若K4按键再按一次,则电机转速再减一档,显示器上显示“CW3”,依次类推。同理,当K2按键按下时, P1.1口读回值为低,电机开始以初始值(若初始值设为5档)逆时针旋转,显示器上显示“CCW5”,再检测K3、K4按键的状态并选做相应的处理。为了让电机正常运行,程序中设置了电机转速的范围,若电机转速在加减过程中使得转速超过预定范围,则电机将停止转动。主程序流程图如图5所示。
图5 主流程图
Fig.5 Main flow chart
定时中断部分主要设置脉冲频率从而决定电机的转速。电机定子上有绕组,当绕组上通入电流,而且电流是按一定的时间间隔接通,电机就会转动起来。其中,电流接通的时间间隔将直接影响电机转动的快慢,电流接入时间越长,转动速度越慢。定时中断程序主要是通过对电机的运行方向进行判断、发速度脉冲和保存当前的状态。
外部中断主要是用于改变转动速度,而电机的转动速度又由电机的输出脉冲频率决定。具体实现是在硬件电路中设置按键,K3和K4按键每动作一次,程序就调用一次中断,存储区中的速度值就发生一次与其对应的变化,这样电机的转动速度也就发生一定的相应变化。
显示部分采用1602液晶显示步进电机的实时运行状态,不仅可以显示数据,还可以显示相关的状态。
3 结束语
文中的系统是以单片机为硬件中心,驱动芯片ULN2003操控电机完成相应的一系列工作,并通过按键控制电机的运动状态和转动速度。该系统具有实时控制的特点,尤其是功能还可以丰富扩展,由此将进一步拓宽其使用范围,因而系统研究具有重要的现实意义和实用价值。
参考文献:
[1]孟武胜,李亮.基于AT89C52单片机的步进电机控制系统设计[J].微电机,2007,40(3):64-66.
[2]徐益民.步进电机的单片机控制系统的设计[D].哈尔滨:黑龙江科技学院,2005.
[3]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:人民邮电出版社,1993.
【关键词】DSP;电机;控制系统;数字信号;传输
DSP是一种专用的综合性的微处理器,能够告诉输入和输出数据,其是专门处理以运算为主的信号处理应用系统。90年代DSP揭开了计算机、消费类、通信、军事、汽车等电子市场的新纪元,在这些技术高速发展的同时,又反过来促进了数字信号处理器技术的发展。
一、DSP的电机控制系统概述
常见的数字式闭环电机饲服控制系统原理较为简单,该系统一般由电机、DSP、驱动放大电路、光盘编码器等组成。当DSP接受主机发出的参考输入时(转动角速度及方向),将数据转换为PWM输出,经过驱动放大送给电机,进而产生输出。再通过编码器来检测电机的转动方向和角度,反馈回DSP系统,形成闭环控制,进而达到有效地控制运动精度。如下图所示:
图1 电机控制示意图
设计以DSP为核心的电机控制系统平台对实现多个电机进行控制非常有必要。与其它控制系统相比,电机DSP控制系统有如下优越性:
1、DSP采用哈佛结构或者是改进的哈佛结构,使数据和程序相互独立的总线结构提高了计算能力。因此可以实现比较复杂的控制规律,如智能控制、优化控制等,将现代算法和控制理论的应用得以体现。
2、简化了电机控制器的硬件设计难度,降低了整体的重量,缩小了体积,降低了能耗。
3、DSP芯片内部设计,在一定程度上为元器件的可靠性和稳定性提供了保证,从而会使整个系统的可靠性得到提高。
4、通过DSP控制系统,使得软件的灵活性和硬件的统一性得到了有机的结合,DSP电机控制电路可以统一,如DSP控制三相逆变器驱动相应的感应电机、无刷直流电机、永磁同步电机或用改进后的逆变器驱动直流电机等,它们的硬件电路的结构大致相同,我们只需要针对不同的电机,编写和设计出不同的控制规律即可,进而使得系统的灵活性大大提高。
二、电机控制系统的发展
从主传动机电能量转换的角度来看,电机控制系统主要经历了:机械控制系统(如齿轮箱变速)、机械和电气联合控制系统(如感应电机电磁离合器调速)、全电气控制系统(基于电力电子电源变换器的电机控制系统);而从控制电路的角度来看,经历了模拟电路、数字电路、模拟混合电路、全数字电路控制系统;从控制策略的角度来看,主要经历了从最初的低效有级控制发展到现在的高性能智能型控制。电机运动控制系统主要指电机的位置控制系统或位置伺服系统。电机的运动控制系统是通过电机伺服驱动装置,通过编制指令将期望的运动路线得以实现。虽然系统的功率不大,但是对运动轨迹的准确性要求较高,并能频繁启动和制动,该技术在导航、雷达、机器人、数控机床、磁盘驱动器,以及全自动洗衣机等领域得到广泛应用。
三、电机控制系统的类型
在电气传动系统和位置伺服系统中,经常需要使用各种各样的驱动电机,如永磁同步电机、无刷直流电机、直流电机、感应电机、步进电机等。目前常见的电机控制系统主要有以下几种:
(一)直流电机控制系统
直流电机由于励磁磁场和电枢磁场完全解藕,可以独立控制,具备良好的调速性能,出力大,调速范围宽和易于控制,广泛用于拖动系统中,目前在各种推进系统中也仍有着广泛的应用。
(二)感应电机控制系统
感应电机定子一般为多对称多相绕组,转子可以是绕线式,也可以式鼠笼式绕组。不同的转子结构,使用不同的控制策略。例如绕线式感应电机可以达到转子串电阻调速、串级调速等目的,而鼠笼式感应电机可以实现电子变频、变极调速的要求。现代交流感电机控制系统主要有以下几种:转差频率控制系统、矢量变换控制系统、直接转矩控制系统、智能控制系统,以及空间矢量调制控制系统等。
(三)同步电机控制系统
永磁交流电机的驱动电源波形主要有正弦波和方波两种。前者称为永磁同步电机,而后者称为直流无刷永磁电机。永磁无刷直流电机的特点是磁极位置检测与无换向器电机一样比较简单,通常为磁敏式霍尔传感器,驱动控制易于实现,主要应用在恒速驱动、调速驱动,以及一些精度要求不很高的领域。而正弦波驱动永磁同步电机的控制系统,电机转子采用的是永磁材料,电子绕组和普通同步电机一样,为对称多相正弦分布绕组。它主要应用在恒速、调速驱动和精度要求很高的位置伺服系统。当前国际国内学者研究较多的是转矩脉动、削弱齿谐波、消除位置传感器技术。
(四)变磁阻电机控制系统
变磁阻电机主要是由反应式步进电机、同步磁阻电机、开关磁阻电机等组成。步进电机做为电磁式增量运动执行的元件,它的作用是将输入的电脉冲信号转换成执行的线位移和机械角位移信号,从而完成执行操作。所以我们又称步进电机为脉数字电动机或者是冲电动机。简而言之,它是主要用作数字控制装置的执行元件,直接控制者电机旋转角度,切旋转角度与脉冲数成正比关系, 因此电机转速与输入脉冲频率成比例。步进电机的控制一般是采用的开环控制,它的有点使控制系统简单并具有很高的精度。可以改变绕组的励磁顺序实现步进电机的正反转控制。
四、电机DSP控制存在的常见问题
结合自己工作实际,我个人认为在电机的DSP控制中还存在以下不足,有待我们日后解决,具体如下:
(一)控制系统结构需进一步优化
电动机作为控制系统中主要动力执行元件之一,在具体控制系统中起着拖动机械负载实现位置伺服、速度调节、转矩或力控制调节的作用。对于常见的闭环电机控制系统,属于机械运动正向控制,一般由传感、机电祸合关系、信号检测和电气控制这几个部分。机械运动控制通过外部给定的位置信号和转子位置传感器检测的位置信号比较,进而获得位置误差信号。控制系统中的信号检测主要指的是转子位置的检测,以及电压与电流的检测等。我们首先要解决的问题是如何利用检测到的电机转子位置、电流和电压信号观测电机内部磁场的变化。其次是如何反映电机产生的电磁转矩大小,以便有效地控制电机的电磁转矩。
(二)DSP控制的硬件需及时更新
基础以DSP为基础构建的电机控制系统,其硬件资源主要包括:信号检测与转换、PWM控制器、系统接口等等。随着科技快速发展,各设备技术更新较快,为了保证控制系统的高效运行,就必须及时更新DSP控制的硬件。此外控制系统中信号检测是必不可少的,尤其是在闭环控制系统中,状态信息的检测也十分重要,我们必须严格按照工作要求,认真做好信号检测,及时发现、解决问题。而检测信号又分为电量和非电量两大类。电量信号有电流、电压和电功率等;非电量信号包括位置、力或转矩、速度和温度等。这些变量的检测主要是通过传感器将非电量信号转换成电信号再来检测。
参考文献:
[1]刘鼎.基于DSP的永磁无刷直流电机模糊控制系统的研究与实现[D].湖南大学.2010
[2]张琛编著.直流无刷电动机原理及应用[M].机械工业出版社.2004