编辑:盐城矿用变压器厂家 日期:2019-01-11 人气:291
基于外转子双凸极永磁电机的盐城矿用变压器驱动系统研究 核心提示: 盐城矿用变压器的核心就是对盐城矿用变压器进行驱动的电机,因此电机的好坏将直接关系到盐城矿用变压器性能的优劣。作为盐城矿用变压器驱动用电机,目前电机己逐步被淘汰;盐城矿用变压器永磁盐城矿用变压器虽有各自的优势,但也有各自的弱点,并不完盐城矿用变压器的核心就是对盐城矿用变压器进行驱动的电机,因此电机的好坏将直接关系到盐城矿用变压器性能的优劣。作为盐城矿用变压器驱动用电机,目前电机己逐步被淘汰;盐城矿用变压器永磁盐城矿用变压器虽有各自的优势,但也有各自的弱点,并不完全适用于盐城矿用变压器。各种电机要想在未来的盐城矿用变压器中占有一席之地,除了要对电机结构进行优化外,还需要用反传统的观念对电机的控制系统进行改进。基于这种思想,现提出一种基于外转子双凸极永磁电机的新型盐城矿用变压器驱动系统。
1电机的基本结构及工作原理双凸极永磁电机(DSM)的构思直接来自于开关磁阻电机(SM)DPM主要继承了SM在结构上的简单性,虽然只是在定子或者转子轭部加永磁体,但引起的变化确实根本性的。SRM只有在绕组电感随转矿用变压器子位置角大时给绕组通电才能产生正转矩,因此,一个极距内可能用来产生转矩的区域只有一个可以利用,运行效率和材料利用率相对较低。双凸极永磁电机的出现实现了能在绕组电感下降区也产生正向转矩,使定子绕组的整个开关周期都得到利用。为定子永磁型外转子12/8极DSFM电机截面图,定、转子均为凸极齿槽结构,定子和转子铁心由硅钢片叠压而成,定子齿上装有集中绕组,径向相对齿上的绕组串联构成一相;定子上装有均匀分布的四块永磁体转子上既没有绕组,也没有永磁体,适合高速运行。另外,外转子结构电机可以实现电动汽车轮毂直接驱动,明显提高了驱动效率,是一种非常理想的电动汽车驱动用电机。如果同时免去机械传动和差速结构,可使整车的重量大为减轻,系统具有更快的响应特性和更高的机械效率。根据机电能量转换原理可知言,在理想线性化条件下根据的方波信号PQRTMS20F2812的捕获口三个引脚CAP、CA2CA3分别捕获这3路信号。根据这3个信号可判断出转子的位置,换相信号由DSP的IWM1~IWM)分别输出至逻辑电路。从而三路脉冲信号可以确定的换相信号。
DSP电机控制系统结构示意图在中,纵轴分别为电机的磁链、自感、相电流和转矩,横轴为电机转子的角度位置。设外转子逆时针方向旋转,电机中永磁磁链变化周期为45机械角,定义0°位置为A相定子齿和转子齿开始重合的位置。以电机顺时针旋转为例,电机导通相序见表1当逆时针旋转式,BC相触发导通顺序互换即可191.表1顺时针旋转时电机导通相序表转子位置角开关管A相B相C相23辅助电路辅助电路主要包括键盘(暂不考虑汽车的控制手柄)和显示电路。实际使用时,把键盘和显示器安放在相邻的位置,方便操作时观察系统响应。键盘需要完成如下基本功能:两组电机的选择、起动、制动、加速、正转、反转、控制参数设定、转速值设定、速度、减等。显示器的主要功能是显示数字、电机的转速、电流、功率、参数设置值的大小。对应键盘的操作,显示器有相应的显示菜单。主要分为:参数设置菜单、运行特性显示菜单等。实际使用时,通常都做成液晶显示模块,就是将LD控制器、LCD驱动器、RAM和RCM以及LD显示器连接在一块KB上。
3驱动系统的软件设计本系统的软件设计采用c语言和汇编语言混合编程,实行模块化设计,加了程序的可读性和移植性。要求软件能实现以下功能:~4000之间连续可调,在1500以下恒转矩运行,在15pm以上恒功率运行,不同控制方式时切换点平滑过渡;能够用按键控制电机的起停进行设定、修改转速和参数等键盘操作;能够准确计算出电机的转速及其他一些运行参数并在显示器上显示出来;能够实现斩波状态到单脉冲的平滑过渡;系统采用P数字控制,输出主要为定频调宽的PWM方波|10|;能够接收、判断外部的故障信号和保护信号并且显示和采取相应的保护措施。
片,其内部集成了许多外围功能器件,如数模转换电路、事件管理器等,在系统工作前,需要对硬件进行初始化,为初始化流程图。
主程序主要完成以下工作:初始化;键盘控制设定转速或参数;显示转速;起动控制;变参数PI控制;斩波控制或单脉冲控制;txli值的计算。
所示为主程序的流程图。
4结语本文以外转子双凸极永磁电机作为电动汽车的驱动电机,分析了以DSP为核心的电机控制系统,功率变换电路采用半桥结构的智能功率变换模块,控制电路采用基于TS20I2812的控制方案,并对系统的软硬件进行设计,满足电机的基本性能。
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