一種永磁同步電機控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及控制電機技術，具體涉及一種永磁同步電機控制系統。
【背景技術】
[0002]伺服電機分直流伺服電機和交流伺服電機，其中交流伺服電機又分為異步和同步兩種，直流電機和同步電機一般為永磁結構的，它們都需要傳感器或編碼器加載到旋轉的電機上以獲取電機當前轉子的速度和位置，從而實現對電機實時高精度的控制，這其中以交流伺服永磁同步電機轉矩性能最好，控制精度最高，在數控機床等高端領域獲得廣泛應用永磁同步電機因為其調速范圍寬，力矩波動小，響應速度快，峰值轉矩高，過載能力強，并且運行可靠等優點。尤其是在航空航天慣性執行機構姿態控制、機器人等對電機性能及控制精度要求比較高的場合更加受到重視。
[0003]因此，對于永磁同步電機的控制系統的要求日益增高。然而，目前的一些控制系統大多設計復雜，成本較高，企業應用這些控制系統往往需要付出高昂的代價。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術存在的問題，本實用新型提供了一種電力線路檢測裝置，解決了傳統電力線路故障率較高，一些故障得不到及時檢測的問題。
[0005]為解決以上技術問題，本實用新型通過以下技術方案予以實現:
[0006]一種永磁同步電機控制系統，包括:電流檢測單元、直流電源、逆變電路、驅動隔離電路、控制芯片、和故障保護單元，所述電流檢測單元采用電流霍爾傳感器檢測PMSM兩相電流，經過放大調理后輸入到所述控制芯片中的A/D轉換接口，所述控制芯片按照定時中斷讀取兩相電流值，然后把電流值輸入到設計的無傳感矢量控制算法中，經過所述控制器內部電壓空間矢量發生器產生SVPffM波形，經過所述驅動隔離電路驅動所述逆變電路。
[0007]優選的，所述永磁同步電機控制系統還包括通信接口、上位機和鍵盤顯示電路，所述通信接口和鍵盤顯示電路分別連接所述控制芯片，所述通信接口連接所述上位機。
[0008]優選的，所述永磁同步電機控制系統還包括故障保護單元，所述故障保護單元一端連接所述電流檢測單元的一相輸出，另一端連接所述控制芯片。
[0009]有益效果:
[0010]本實用新型提供了一種永磁同步電機控制系統，結構簡單，成本低廉，具有較高的實際應用價值；同時，本實用新型利用滑模控制在PMSM中的應用，通過飽和函數，在一定程度上減少了系統的抖動，采用空間矢量調制技術，并提供有保護電路，進一步提高了本實用新型的應用價值。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本實用新型系統示意圖；
[0013]圖2為本實用新型中電流檢測單元電路圖；
[0014]圖3為本實用新型中逆變電路的其中一相電路圖；
[0015]圖4為本實用新型中故障保護單元的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]實施例1:
[0018]如圖1所示，一種永磁同步電機控制系統，包括:電流檢測單元、直流電源、逆變電路、驅動隔離電路、控制芯片、和故障保護單元，所述電流檢測單元采用電流霍爾傳感器檢測PMSM兩相電流，經過放大調理后輸入到所述控制芯片中的A/D轉換接口，所述控制芯片按照定時中斷讀取兩相電流值，然后把電流值輸入到設計的無傳感矢量控制算法中，經過所述控制器內部電壓空間矢量發生器產生SVPffM波形，經過所述驅動隔離電路驅動所述逆變電路，所述永磁同步電機控制系統還包括通信接口、上位機和鍵盤顯示電路，所述通信接口和鍵盤顯示電路分別連接所述控制芯片，所述通信接口連接所述上位機，所述永磁同步電機控制系統還包括故障保護單元，所述故障保護單元一端連接所述電流檢測單元的一相輸出，另一端連接所述控制芯片。
[0019]下面介紹主要模塊電路的設計:
[0020]電流檢測單元:對于電流檢測目前主要有電阻檢測和電流霍爾傳感器檢測，采用霍爾傳感器精度高線性度好，而且便于設計。具體的檢測電路如圖2所示，霍爾傳感器副邊輸出為微弱的雙極性電流，需要經過Rl轉換為-1.5?+1.5V電壓，然后經過1.5V電壓抬高，轉換到O?3V電壓，為防止電壓過高，需要增加兩個限幅二極管。O?3V電壓經過F2812中的A/D轉化后變成O?2048的數值，為了表示正負電流值，需要將電流值平移，即減去2048，這樣得到了 -2048?+2048值，2048代表了電流的最大值。采用電流的最大值(2048)為電流基值，將得到的數據除以電流的基準值2048，既可以得到-1?+1之間的標幺化電流信號。
[0021]逆變電路:如圖3所示為逆變電路的其中一相電路，本實施例中采用IR公司生產的IR2132驅動G4PH50UD-E(IGBT),由它們組成隔離驅動電路。G4PH50UD-E (IGBT)開關頻率可達ΙΟΟΚΗζ，具有優良的開關特性，最高可承受120V電壓。由于DSP產生的PffM波形頻率較高(一般為20K)所以需要采用高速光耦合6N137作為光電隔離電路。對于IR2132驅動器，是高電壓、高速度IGBT驅動器較好的解決方案，使用該驅動器可以簡化電路設計，同時驅動器內部有電流保護電流，能夠實現電流保護。
[0022]故障保護單元:如圖4所示，F2812芯片提供了 I3DPINT輸入引腳作為電機的保護引腳，將各種故障信號經經過光電隔離后輸入到I3DPINT引腳。當有故障出現時，PDPINT引腳被拉平，則芯片所有PWM引腳呈高阻狀態。驅動器和電機停止工作，整個過程由芯片自動完成，對故障處理非常及時有效。
[0023]本實用新型提供了一種永磁同步電機控制系統，結構簡單，成本低廉，具有較高的實際應用價值；同時，本實用新型利用滑模控制在PMSM中的應用，通過飽和函數，在一定程度上減少了系統的抖動，采用空間矢量調制技術，并提供有保護電路，進一步提高了本實用新型的應用價值。
[0024]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0025]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種永磁同步電機控制系統，其特征在于，包括:電流檢測單元、直流電源、逆變電路、驅動隔離電路、控制芯片、和故障保護單元，所述電流檢測單元采用電流霍爾傳感器檢測PMSM兩相電流，經過放大調理后輸入到所述控制芯片中的A/D轉換接口，所述控制芯片按照定時中斷讀取兩相電流值，然后把電流值輸入到設計的無傳感矢量控制算法中，經過所述控制器內部電壓空間矢量發生器產生SVPffM波形，經過所述驅動隔離電路驅動所述逆變電路。2.如權利要求1所述的永磁同步電機控制系統，其特征在于:所述永磁同步電機控制系統還包括通信接口、上位機和鍵盤顯示電路，所述通信接口和鍵盤顯示電路分別連接所述控制芯片，所述通信接口連接所述上位機。3.如權利要求1所述的永磁同步電機控制系統，其特征在于:所述永磁同步電機控制系統還包括故障保護單元，所述故障保護單元一端連接所述電流檢測單元的一相輸出，另一端連接所述控制芯片。
【專利摘要】本實用新型涉及控制電機技術，具體涉及一種永磁同步電機控制系統,包括電流檢測單元、直流電源、逆變電路、驅動隔離電路、控制芯片、和故障保護單元，所述電流檢測單元采用電流霍爾傳感器檢測PMSM兩相電流，經過放大調理后輸入到所述控制芯片中的A/D轉換接口，所述控制芯片按照定時中斷讀取兩相電流值，然后把電流值輸入到設計的無傳感矢量控制算法中，經過所述控制器內部電壓空間矢量發生器產生SVPWM波形，經過所述驅動隔離電路驅動所述逆變電路。本實用新型具有結構簡單，成本低廉，同時，本實用新型利用滑模控制在PMSM中的應用，通過飽和函數，減少了系統的抖動，并提供有保護電路，具有較高的實際應用價值。
【IPC分類】H02P21/00, H02P27/08
【公開號】CN204733106
【申請號】CN201520410944
【發明人】康志亮, 蒲海波, 劉明丹, 鄒志勇, 龐濤, 黃鵬
【申請人】四川農業大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月15日