一種直線開關磁阻電機位置控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電機位置控制系統，尤其涉及一種直線開關磁阻電機位置控制系統，屬于電機位置自動控制領域。
【背景技術】
[0002]電機是工業生產不可缺少的動力設備，電機的品種很多，作用也相當廣泛。直線開關磁阻電機時一種新型的牽引電機。其主要有以下優點:結構簡單，制作成本不高。工作穩定且能夠在惡劣的環境下長時間正常工作，比如高溫環境，開關磁阻電機有較好的散熱性能，可以在高溫下正常工作。
[0003]直線電機技術是一種將電能直接轉換成直線運動機械能而不需要通過中間任何轉換裝置的新穎電機，它具有系統結構簡單、磨損少、噪音低、維護方便且反應速度快等優點。旋轉電機所有的品種，直線電機技術幾乎都有相對應的品種，例如直線直流電機直線感應電機、直線步進電機、直線開關磁阻電機。其應用范圍正在不斷擴大。在一些它能獨特發揮作用的地方，取得了非常令人滿意得效果。隨著微電子、電力電子技術、永磁材料技術和驅動技術的發展，直線電機系統有了長足的進步，國外著名電器(氣)公司相繼推出并不斷完善、更新各自的直線電機系統。其應用十分廣泛，如列車驅動、物料運送、機床工作、食品和輕工機械、自動繪圖儀、液壓金屬泵、空氣壓縮機、電磁炮、家用電器以及半導體器件等。
[0004]隨著電力電子技術的發展，開關磁阻電機控制將會變得更加容易并且控制效果更好。這種電機啟動轉矩大，過載能力強，調速范圍廣。直線開關磁阻電機除了具有以上優點以外，在一些需要做直線運動的場合，它顯示出了強大的優越性:再也不需要像傳統的做直線運動的裝置那樣，通過絲桿等傳動裝置將旋轉的運動轉化為直線運動。這樣再一次的將中間環節給節省下來了，不僅降低了設備的成本，而且能量利用率也得到了提高。開關磁阻電機控制精度高，在高精度加工領域和大功率傳輸方面有廣泛的應用前景。
[0005]例如申請號為“201310060286.8”的伺服電機的控制系統，包括:電源控制電路、多個交-直-交功率主電路、多個空間矢量脈寬調制集成電路、多個伺服電機、位置反饋接口電路、邏輯控制電路、控制處理電路。該發明中具備多個伺服電機驅動接口，可以控制多臺電機的同步運行或者各自獨立運行；并且通過參數配置可選擇其中一種，控制靈活，適用性好，另外；通過位置反饋接口電路可兼容多種形式的位置反饋，克服了現有伺服控制系統中驅動器只能支持一種形式的編碼器的缺點，其使用方便，成本也較低；節省了驅動器的安裝空間，提高了制造裝配工時效率。
[0006]又如申請號為“201410076968.2 ”的一種大功率圓筒型直線開關磁阻電機控制系統，該系統采用圓筒型直線開關磁阻電動機作為驅動，無需旋轉-直線轉換機構，使得系統機械結構簡單、可靠性高。以數字信號處理器DSP為核心的控制器在控制功率變換器過程中，采用轉速電流雙閉環控制，可以實現調速和穩速的目的，有效提高系統效率，降低功率損耗。系統在直線開關磁阻電機LSRM起動時采用電流斬波控制，運行過程中采用固定角度的PWM電壓斬波控制方式，控制算法采用比例微分積分PID控制，使得系統起動力矩大，低速性能好，調速范圍寬，控制靈活，能夠廣泛應用到多種領域中。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種直線開關磁阻電機位置控制系統。
[0008]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種直線開關磁阻電機位置控制系統，包含電機，其特征在于:在所述電機上設有微控制器模塊，以及與其連接的位置編碼器、電流傳感器、按鍵輸入模塊、顯示模塊、電機驅動；所述微控制器模塊和電機驅動之間設有功率變換器；
其中，位置編碼器，用于實時采集電機運動的位置參數；
電流傳感器，用于實時采集電機運動的電流參數；
按鍵輸入模塊，用于預先設定電機位置參數閾值；
功率變換器，用于調節電機所需電流；
電機驅動，用于驅動電機；
微控制器模塊，用于將位置編碼器采集的電機運動位置參數與設定位置參數閾值進行對比分析，若不在正常閾值范圍內，則通過功率變換器調節電機輸入電流直至電機運動到指定位置；
顯示模塊，用于實時顯示電機運動的位置參數及電流參數。
[0009]作為本發明一種直線開關磁阻電機位置控制系統的進一步優選方案，所述位置編碼器的芯片型號為E6B2-CWZ6C。
[0010]作為本發明一種直線開關磁阻電機位置控制系統的進一步優選方案，所述電流傳感器的芯片型號為LZZBJ9-10A3G。
[0011]作為本發明一種直線開關磁阻電機位置控制系統的進一步優選方案，所述微控制器模塊采用AVR系列單片機。
[0012]作為本發明一種直線開關磁阻電機位置控制系統的進一步優選方案，所述顯示模塊為LCD顯示屏。
[0013]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1、本發明電機啟動轉矩大，精度高，過載能力強，調速范圍廣；
2、本發明不需要像傳統的做直線運動的裝置那樣，通過絲桿等傳動裝置將旋轉的運動轉化為直線運動，將中間環節給節省下來了，不僅降低了設備的成本，而且能量利用率也得到了提高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種直線開關磁阻電機位置控制系統，包含電機，其特征在于:在所述電機上設有微控制器模塊，以及與其連接的位置編碼器、電流傳感器、按鍵輸入模塊、顯示模塊、電機驅動；所述微控制器模塊和電機驅動之間設有功率變換器；
其中，位置編碼器，用于實時采集電機運動的位置參數；
電流傳感器，用于實時采集電機運動的電流參數；
按鍵輸入模塊，用于預先設定電機位置參數閾值；
功率變換器，用于調節電機所需電流；
電機驅動，用于驅動電機；
微控制器模塊，用于將位置編碼器采集的電機運動位置參數與設定位置參數閾值進行對比分析，若不在正常閾值范圍內，則通過功率變換器調節電機輸入電流直至電機運動到指定位置；顯示模塊，用于實時顯示電機運動的位置參數及電流參數。
[0016]其中，所述位置編碼器的芯片型號為E6B2-CWZ6C，所述電流傳感器的芯片型號為LZZBJ9-10A3G，所述微控制器模塊采用AVR系列單片機，所述顯示模塊為IXD顯示屏。
[0017]直線開關磁阻電動機是直線開關磁阻電動機驅動系統的執行元件，它不像其他直線電動機那樣靠初、次級繞組電流產生磁場相互作用形成牽引力，它與旋轉式開關磁阻電機一樣，遵循磁通總是要沿著磁導最大的路徑閉合的原理，產生磁拉力形成力矩。
[0018]功率變換器主開關器件的選擇與電動機的功率等級、供電電壓、峰值電流、成本等有關；另外還與主開關器件本身的開關速度、觸發難易、開關損耗、抗沖擊性、耐用性、并聯運行的難易性、峰值電流定額和有效值(或平均值)電流定額的比值大小及市場普及性等有關；當然，還與電力電子技術發展的水平有關。
[0019]位置檢測器實際上是位置、速度檢測器，負責提供電機運動體的位置和速度信息，并將這些信息和電流檢測器測得的電流信號一起傳輸給控制器由控制器進行加工和處理，保證運動體位置與繞組導通相序有機地結合，實現設計所需的運行性能，此處的運動體位置是指電機初、次極之間的相對位置。
[0020]AVR單片機具有預取指令功能，即在執行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內執行；多累加器型，數據處理速度快；AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當于有32條立交橋，可以快速通行；中斷響應速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷；AVR單片機耗能低。對于典型功耗情況，WDT關閉時為ΙΟΟηΑ，更適用于電池供電的應用設備；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR單片機保密性能好。
[0021]本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0022]以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以再不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種直線開關磁阻電機位置控制系統，包含電機，其特征在于:在所述電機上設有微控制器模塊，以及與其連接的位置編碼器、電流傳感器、按鍵輸入模塊、顯示模塊、電機驅動；所述微控制器模塊和電機驅動之間設有功率變換器； 其中，位置編碼器，用于實時采集電機運動的位置參數； 電流傳感器，用于實時采集電機運動的電流參數； 按鍵輸入模塊，用于預先設定電機位置參數閾值； 功率變換器，用于調節電機所需電流； 電機驅動，用于驅動電機； 微控制器模塊，用于將位置編碼器采集的電機運動位置參數與設定位置參數閾值進行對比分析，若不在正常閾值范圍內，則通過功率變換器調節電機輸入電流直至電機運動到指定位置； 顯示模塊，用于實時顯示電機運動的位置參數及電流參數。
2.根據權利要求1所述的一種直線開關磁阻電機位置控制系統，其特征在于:所述位置編碼器的芯片型號為E6B2-CWZ6C。
3.根據權利要求1所述的一種直線開關磁阻電機位置控制系統，其特征在于:所述電流傳感器的芯片型號為LZZBJ9-10A3G。
4.根據權利要求1所述的一種直線開關磁阻電機位置控制系統，其特征在于:所述微控制器模塊采用AVR系列單片機。
5.根據權利要求1所述的一種直線開關磁阻電機位置控制系統，其特征在于:所述顯示模塊為LCD顯示屏。
【專利摘要】本發明公開了一種直線開關磁阻電機位置控制系統，包含電機，在所述電機上設有微控制器模塊，以及與其連接的位置編碼器、電流傳感器、按鍵輸入模塊、顯示模塊、電機驅動；所述微控制器模塊和電機驅動之間設有功率變換器。
【IPC分類】H02P25-08
【公開號】CN104852668
【申請號】CN201510246003
【發明人】宋哲, 馬忠東
【申請人】蘇州德銳朗智能科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月15日