電機(jī)控制器范文

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電機(jī)控制器

篇1

【關(guān)鍵詞】模糊控制 PID 單片機(jī) 直流電機(jī)

【中圖分類號】TP273.4;TM33 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)17-0230-02

引言

在直流電機(jī)的控制過程中往往具有不確定性和非線性,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,采用常規(guī)PID控制算法難以達(dá)到理想的控制效果。系統(tǒng)設(shè)計結(jié)合模糊控制算法,按模糊控制理論建立模糊控制規(guī)則并求出模糊控制表,根據(jù)提取到的直流電機(jī)采樣信息查詢模糊控制表來對電機(jī)進(jìn)行速度與轉(zhuǎn)向的控制。

1、直流電機(jī)控制系統(tǒng)

系統(tǒng)選用STC12C5A60S2作為主控芯片,用以完成對系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制、信息處理和直流電機(jī)的控制。在窗簾機(jī)的應(yīng)用上面,直流減速電機(jī)可精確控制,又能彌補(bǔ)步進(jìn)電機(jī)無電狀態(tài)下不能轉(zhuǎn)動的缺陷。采用L298N驅(qū)動直流電機(jī),利用PWM調(diào)制與使能變換的方式可進(jìn)行電機(jī)調(diào)速與變向??刂拼昂熼_合的過程中同時檢測光電開關(guān)的狀態(tài),以確定當(dāng)前窗簾/窗戶的狀態(tài)。通過對電機(jī)角速度的采樣分析,利用單片機(jī)進(jìn)行信息處理并優(yōu)化控制。

2、PID控制

按偏差信號的比例、積分和微分進(jìn)行控制的控制器稱為PID控制器,其控制規(guī)律成為PID控制算法。如圖1所示,給定值與輸出值的偏差e(t)的比例、積分和微分線性組合,形成控制量u(t)的輸出。

式中:u(t)-控制器的輸出 Kp -控制器的比例系數(shù)。

Ti-控制器的積分時間常數(shù)。 Td-控制器的微分時間常數(shù)。

e(t)-控制器輸入,給定值和被控對象輸出值的差,稱偏差信號。

PID控制器中的比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)的參數(shù)都必須選取適當(dāng),否則也會使系統(tǒng)不穩(wěn)定。(1)比例環(huán)節(jié)能迅速反映偏差從而減小偏差,控制作用強(qiáng)弱取決于Kp。Kp越大,則過渡過程越短,穩(wěn)態(tài)誤差也越小;但Kp越大,超調(diào)量也越大,越容易產(chǎn)生振蕩,導(dǎo)致動態(tài)性能變壞,甚至?xí)归]環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。(2)積分環(huán)節(jié):只要存在偏差,積分的控制作用就會不斷積累,輸出控制量以消除偏差。但積分作用太強(qiáng)會使系統(tǒng)超調(diào)加大,控制的動態(tài)性能變差,甚至?xí)归]環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。(3)微分環(huán)節(jié):微分控制有助于減小超調(diào)量,克服振蕩,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,但會使系統(tǒng)抑制干擾的能力降低。微分部分的作用強(qiáng)弱由微分時間Td決定。Td越大,抑制e(t)變化的作用越強(qiáng);Td越小,反抗e(t)變化的作用越弱。

PID控制系統(tǒng)的連續(xù)時間信號經(jīng)過采樣和整量化后,變成的數(shù)字量無論是積分還是微分都只能用數(shù)值計算去逼近。因此PID控制規(guī)律的實現(xiàn),也必須用數(shù)值逼近的方法。當(dāng)采樣周期相當(dāng)短時,用求和代替積分、差商代替微商,使 PID 算法離散化,將描述連續(xù)時間 PID算法的微分方程,變?yōu)槊枋鲭x散時間 PID 算法的差分方程,即為數(shù)字PID 位置型控制算式。

其中Kp、Ki、Kd分別為比例、積分、微分系數(shù)。

PID控制在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)定精度方面都體現(xiàn)很好,其適應(yīng)性強(qiáng),適應(yīng)各種控制對象。但參數(shù)的整定是PID控制的一個關(guān)鍵問題,動態(tài)特性不太理想;PID控制不具有自適應(yīng)控制能力,對于時變、非線性系統(tǒng)控制效果不佳。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)變化時,控制性能會產(chǎn)生較大的變化,控制特性可能變壞,嚴(yán)重時可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

3、模糊控制

模糊控制是以模擬集合論、模擬語言變量和模擬推理為基礎(chǔ)的一種智能控制方法。它模擬人的思維推理過程,構(gòu)造一種非線性控制,以滿足復(fù)雜的、不確定的過程控制需要。

模糊控制器的控制規(guī)律由程序?qū)崿F(xiàn)。首先根據(jù)采樣值得到模糊控制器的輸入量并進(jìn)行量化處理;量化后的變量進(jìn)行模糊化處理,得到模糊量;根據(jù)輸入模糊控制量及模糊控制規(guī)則,按模糊推理合成規(guī)則計算控制量(輸出的模糊量);對模糊輸出量進(jìn)行模糊化處理,得到控制量的精確量,并進(jìn)行輸出量化處理,得到實際控制量。

3.1模糊控制器的設(shè)計

模糊控制器的設(shè)計包括四個層面:模糊控制器輸入輸出量的確定、輸入輸出變量模糊集合和隸屬函數(shù)的確定、模糊控制規(guī)則表、反模糊化處理求取輸出控制量。

在模糊控制器中,模糊控制規(guī)則表是系統(tǒng)控制自整定最重要的環(huán)節(jié)。變量包括系統(tǒng)偏差e和偏差變化率ec、輸出控制量u。根據(jù)系統(tǒng)輸出的偏差及偏差變化率趨勢來消除偏差,得到模糊控制規(guī)則。

通過模糊控制規(guī)則表的查詢,反模糊化處理可求取精確的輸出控制量。

3.2自適應(yīng)模糊控制算法

模糊控制與PID控制結(jié)合構(gòu)成模糊PID控制。PID控制的關(guān)鍵是參數(shù)的確定,自適應(yīng)模糊控制算法是用模糊控制來確定PID參數(shù)的,也就是根據(jù)系統(tǒng)偏差e和偏差變化率ec,用模糊控制規(guī)則在線對PID參數(shù)進(jìn)行修改。先找出PID各個參數(shù)與e和ec之間的模糊關(guān)系,在運(yùn)行中通過不斷檢測e和ec,再根據(jù)模糊控制原理來對各個參數(shù)進(jìn)行在線修改,以滿足在不同e和ec時對控制參數(shù)的不同要求,使控制對象具有良好的動、靜態(tài)性能,且計算量小,易于在單片機(jī)上實現(xiàn)。

根據(jù)參數(shù)Kp、Ki和Kd對系統(tǒng)輸出特性的影響,可歸納出在不同的e和ec時,被控參數(shù)Kp、Ki和Kd的自整定要求,從而可得模糊控制規(guī)則的語言描述為:

不同的偏差e和偏差變化率ec,對PID控制器參數(shù)Kp,Ki,Kd的整定要求不同。

篇2

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西西安710300)

摘要:過去控制直流電機(jī)多由單片機(jī)完成,其不但接口繁瑣,而且速度慢,不易在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下工作。針對電壓閉環(huán)和電流閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的不足,采用數(shù)字信息化的方法,設(shè)計一種基于DSP控制器的通用電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),并將其應(yīng)用于電動車驅(qū)動系統(tǒng)電機(jī)控制中。仿真結(jié)果表明,該系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠,運(yùn)行速度提高了60%以上,達(dá)到了設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞 :DSP;直流調(diào)速;電動車;PWM

中圖分類號:TN710-34;TP272 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-373X(2015)12-0154-02

收稿日期:2014-11-26

基金項目:國家自然科學(xué)基金(61272038)

以前控制直流電機(jī)多由單片機(jī)完成。該方式缺點是接口繁瑣、速度慢,且不易在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下工作[1]。采用一種新型直流電機(jī)控制器——DSP控制器解決了單片機(jī)控制的缺點,其具備很多優(yōu)點,該控制器不僅具有面向電機(jī)的控制能力,同時它便于修改控制參數(shù)以及具有自診斷等功能[2]。

1 直流電機(jī)控制器硬件平臺設(shè)計

該調(diào)速系統(tǒng)主要由DSP芯片、脈寬調(diào)制電路、功率驅(qū)動電路、電機(jī)以及電流/電壓傳感器組成。TMS320LF2407 是TI 公司專門針對電機(jī)、逆變器、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等控制而設(shè)計[3],工作溫度范圍為-40~125 ℃,針腳數(shù)為144,頻率為30 MHz,電源電壓最大為3.6 V,最小為3 V。存儲器容量RAM為5 KB,接口類型為CAN、sci、SPI,封裝類型為剝式[4]。圖1 為基于DSP控制器結(jié)構(gòu)框圖。

將傳感器檢測到的反映電機(jī)狀態(tài)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速信號傳向DSP控制器A/D轉(zhuǎn)換器[4],經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號和它們相應(yīng)的設(shè)定值經(jīng)過DSP中的控制算法處理后,就產(chǎn)生一個PWM波的控制輸出量[5]。PWM經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間且抗噪性能強(qiáng),是一種值得使用的有效技術(shù)。這個PWM波輸出量經(jīng)過脈寬調(diào)制后加載到驅(qū)動電路中并調(diào)節(jié)電樞電流,直至直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

2 軟件控制

2.1 TMS320LF2407 DSP控制軟件

TMS320LF2407 DSP控制軟件流程圖如圖2所示。

對TMS320LF2407 DSP 的軟件控制首先對寄存器進(jìn)行初始化。過段時間后對輸入、輸出(I/O)口及模數(shù)(A/D)采樣寄存器進(jìn)行初始化,其次讀取設(shè)定電流及細(xì)分?jǐn)?shù)和E2PROM 中電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置。E2PROM 是“電可擦除可編程只讀存儲器”,最后DSP的參數(shù)變量進(jìn)行初始化,過段時間后取得ia、ib電流偏移量。同時中斷啟動,允許PWM輸出控制量,并反復(fù)檢測細(xì)分開關(guān)狀態(tài)及記錄轉(zhuǎn)子位置。

2.2 轉(zhuǎn)子位置和速度檢測

位置檢測不但用于換相控制,而且還能產(chǎn)生速度控制量。位置信號是通過3個霍爾傳感器得到的,霍爾傳感器根據(jù)霍爾效應(yīng)工作的[6]。

3 測試結(jié)果與分析

使用TMS320LF2407 仿真器進(jìn)行調(diào)試,實驗電機(jī)采用永磁直流電機(jī)[7],其參數(shù)如下:額定功率P = 20 kW ,額定電壓UN = 120 V ,額定電流IN = 180 A ,額定轉(zhuǎn)速nN = 3 000 r/m ,電樞電阻Ra = 0.018 4 Ω 。電感L = 0.128 mH ,折算到電動機(jī)軸上拖動系統(tǒng)飛輪慣量GD2 = J = 17.4 N - m2 。電磁時間常數(shù)Kt = 6.96 ms ,電勢常數(shù)Ke = 0.042 1 V/(r/m) ,轉(zhuǎn)矩常數(shù):Km = 0.4 N - m/A ,機(jī)電時間常數(shù)tm = 20 ms 。圖3 為PWM 輸出曲線,由圖4可知,在電流閉環(huán)作用下,電流迅速上升至指定值并穩(wěn)定下來,直到電壓上升到最大允許值。此后,電壓穩(wěn)定下來而轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升,因此電流急速下降,直到與負(fù)載電流相等為止,這時基本達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)[9]。

4 結(jié)語

本文在電壓閉環(huán)系統(tǒng)改進(jìn)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了基于DSP控制的全數(shù)字直流PWM調(diào)速系統(tǒng)。將工業(yè)控制中普遍使用的算法用在DSP上可以很好的實現(xiàn),可用于直流電機(jī)控制的PWM波形輸出。實驗證明該系統(tǒng)控制準(zhǔn)確且運(yùn)行速度提高60%以上,電機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn),在工業(yè)生產(chǎn)中可推廣使用。

作者簡介:殷興光(1973—),男,陜西乾縣人,副教授,碩士。研究方向為工業(yè)電氣自動化。

參考文獻(xiàn)

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[4] 晏昌猛,潘俊民.基于DSP控制的無刷直流電機(jī)在電動執(zhí)行器中的應(yīng)用[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,2003(5):26-28.

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[6] 李潮泳,林國斌,尚敬.基于TMS320LF240的串行通信設(shè)計[J].微計算機(jī)信息,2003,19(4):8-10.

[7] 常斗南,李全利.可編程序控制器[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

篇3

關(guān)鍵詞:步進(jìn)電機(jī) 數(shù)字控制器 調(diào)速

:17000多字

有中英文摘要、參考文獻(xiàn)、圖

200元

篇4

關(guān)鍵詞:水冷系統(tǒng);流阻;能量損失

一、引言

安全環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)今時代的主題,高效、節(jié)能、環(huán)保的乘用車已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。隨著電力電子技術(shù)和交流傳動技術(shù)的發(fā)展,交流電機(jī)及其控制器必然會成為今后的發(fā)展趨勢。乘用車電機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、響應(yīng)快的特點,并且作為乘用車的關(guān)鍵組成部件,在出廠時必須在乘用車電機(jī)試驗臺上進(jìn)行可靠性試驗驗證,模擬其運(yùn)行環(huán)境。水冷系統(tǒng)作為乘用車電機(jī)試驗臺的重要組成部分之一,對電機(jī)運(yùn)行環(huán)境模擬的真實性起至關(guān)重要的作用。

二、水冷系統(tǒng)的介紹

本次設(shè)計的乘用車電機(jī)及其控制器水冷系統(tǒng),水冷溫度要求比較高。為-30℃~80℃,從而在夏天,一次水進(jìn)水溫度為31℃以下,并且1次水流量將會達(dá)到10m3/h左右。然而客戶廠方由于現(xiàn)有的冷卻塔水流量不足,及一次水在夏天水溫較高,因此采用水水循環(huán)將不能滿足要求。針對本次水冷設(shè)計,需采用風(fēng)冷式冷水機(jī),可以很好的解決要求。

三、乘用車電機(jī)及其控制器發(fā)熱損耗計算

乘用車及其控制器有效的功率輸出比其工作所需的輸入功率小得多。多余的功率將轉(zhuǎn)化為熱散耗掉,其中小部分通過熱傳導(dǎo)、熱對流的方式散失到空氣中去。但是我們在水冷系統(tǒng)熱設(shè)計時,仍取總耗散功率P耗散作為計算的依據(jù),并給出20%的安全系數(shù)。由此可知計算功率:P計算=P耗散+0.2P耗散(1)

四、水冷系統(tǒng)的設(shè)計

1.水冷系統(tǒng)制冷量的計算。乘用車電機(jī)及其控制器的水冷系統(tǒng)制冷量P制冷我們一般取(1)式中P計算的1.2倍。

由此可知制冷量:P制冷=P計算+0.2P計算(2)

2.壓縮機(jī)。壓縮機(jī)將低壓氣體提升為高壓氣體的一種從動的流體機(jī)械。是制冷系統(tǒng)的心臟,它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體,通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動活塞對其進(jìn)行壓縮后,向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體,為制冷循環(huán)提供動力,從而實現(xiàn)壓縮冷凝(放熱)膨脹蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)。

3.換熱所需流量q。乘用車電機(jī)及其控制器由P制冷計算q,一般水冷系統(tǒng)出水流速我們選擇v=2~3m/s,計算出水流量q就可以選擇符合要求的管道DN值。

4.水泵的選擇。水泵是輸送液體或使液體增壓的設(shè)備,將電能轉(zhuǎn)為機(jī)械能。選擇水泵時,必須考慮流量、揚(yáng)程、功率等因素。

流量:水泵的流量又稱為輸水量,它是指水泵在單位時間內(nèi)輸送水的數(shù)量。由換熱所需熱量q就可知道水泵的流量Q。

揚(yáng)程:保溫齒輪泵的揚(yáng)程是指水泵能夠揚(yáng)水的高度。離心泵的揚(yáng)程以葉輪中心線為基準(zhǔn),分由兩部分組成。從水泵葉輪中心線至水源水面的垂直高度,即水泵能把水吸上來的高度,叫做吸水揚(yáng)程,簡稱吸程;從水泵葉輪中心線至出水池水面的垂直高度,即水泵能把水壓上去的高度,叫做壓水揚(yáng)程,簡稱壓程。即水泵揚(yáng)程= 吸水揚(yáng)程 + 壓水揚(yáng)程應(yīng)當(dāng)指出,銘牌上標(biāo)示的揚(yáng)程是指水泵本身所能產(chǎn)生的揚(yáng)程,它不含管道水流受摩擦阻力而引起的損失揚(yáng)程。在選用水泵時,注意不可忽略。否則,將會抽不上水來。

功率:在單位時間內(nèi),機(jī)器所做功的大小叫做功率。通常電動機(jī)的功率單位用千瓦表示;柴油機(jī)或汽油機(jī)的功率單位用馬力表示。動力機(jī)傳給水泵軸的功率,稱為軸功率,可以理解為水泵的輸入功率,通常講水泵功率就是指軸功率。

5.冷卻方式的選擇。冷卻方式的選擇要根據(jù)現(xiàn)場要求而定,一般夏天經(jīng)由冷卻塔冷卻的一次水水溫最低為31℃,如果設(shè)備的二次水進(jìn)水溫度比這低,通常我們還需選擇冷水機(jī)組對一次水進(jìn)行降溫,從而得到符合要求的二次水。

冷水機(jī)組是一種制造低溫水(又稱冷水、冷凍水或冷媒水)的制冷裝置,冷水機(jī)組分為風(fēng)冷式冷水機(jī)組、水冷式冷水機(jī)組。經(jīng)常在設(shè)計水冷的過程中、都是涉及到水冷擴(kuò)容改造,由于一次水的水流量不足、或者一次水溫度過高,一般我們選用風(fēng)冷式冷水機(jī)組。

冷水機(jī)組的選擇注意事項:

(1)對大型集中空調(diào)系統(tǒng)的冷源,宜選用結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小及壓縮機(jī)、電動機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和自控元件等都組裝在同一框架上的冷水機(jī)組。對小型全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),宜采用直接蒸發(fā)式壓縮冷凝機(jī)組。

(2)對有合適熱源特別是有余熱或廢熱等場所或電力缺乏的場所,宜采用吸收式冷水機(jī)組。

(3)制冷機(jī)組一般以選用2~4臺為宜,機(jī)組之間要考慮其互為備用和切換使用的可能性。同一機(jī)房內(nèi)可采用不同類型、不同容量的機(jī)組搭配的組合式方案,以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺自動化程度較高、調(diào)節(jié)性能較好、能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。選擇活塞式冷水機(jī)組時,宜優(yōu)先選用多機(jī)頭自動聯(lián)控的冷水機(jī)組。

(4)選擇電力驅(qū)動的冷水機(jī)組時,當(dāng)單機(jī)空調(diào)制冷量φ>1163kW時,宜選用離心式;φ=582~1163kW時,宜選用離心式或螺桿式;φ

(5)電力驅(qū)動的制冷機(jī)的制冷系數(shù)COP比吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)高,前者為后者的二倍以上。能耗由低到高的順序為:離心式、螺桿式、活塞式、吸收式(國外機(jī)組螺桿式排在離心式之前)。但各類機(jī)組各有其特點,應(yīng)用其所長。

(6)選擇制冷機(jī)時應(yīng)考慮其對環(huán)境的污染:一是噪聲與振動,要滿足周圍環(huán)境的要求;二是制冷劑CFCs對大氣臭氧層的危害程度和產(chǎn)生溫室效應(yīng)的大小,特別要注意CFCs的禁用時間表。在防止CFCs污染方向吸收式制冷機(jī)有著明顯的優(yōu)勢。

(7)無專用機(jī)房位置或空調(diào)改造加裝工程可考慮選用模塊式冷水機(jī)組。

(8)盡可能選用國產(chǎn)機(jī)組。我國制冷設(shè)備產(chǎn)業(yè)近十年得到了飛速發(fā)展,絕大多數(shù)的產(chǎn)品性能都已接近國際先進(jìn)水平,特別是中小型冷水機(jī)組,完全可以和進(jìn)口產(chǎn)品媲美,且價格上有著無可比擬的優(yōu)勢。因此在同等條件下,應(yīng)優(yōu)先選用國產(chǎn)冷水機(jī)組。

五、結(jié)語

本文針對乘用車電機(jī)及其控制器水冷系統(tǒng),在設(shè)計時提出了計算方式和選型設(shè)計時應(yīng)注意的問題。水冷系統(tǒng)的設(shè)計是在盡量滿足換熱要求的情況下,設(shè)備盡量簡單化、小型化。在設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)考慮儲液裝置、過濾裝置、遠(yuǎn)程控制及顯示。

參考文獻(xiàn):

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[關(guān)鍵詞]數(shù)字信號處理器; 無刷直流電機(jī); 三環(huán)控制系統(tǒng)

中圖分類號: TM3 1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:

傳統(tǒng)的BLDCM控制系統(tǒng)系統(tǒng)大多采用單環(huán)控制,具有一定的應(yīng)用局限性?;贒SP和CPLD的無刷直流電機(jī)三環(huán)控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的數(shù)字信號處理器(DSP),并具有良好的電磁兼容性,在測試中使用控制軟件對整個系統(tǒng)進(jìn)行定周期控制,并循環(huán)等待中斷發(fā)生等,測試結(jié)果說明無刷直流電機(jī)三環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的性能,能夠同時滿足系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性的要求。

1.系統(tǒng)組成和工作原理

1.1系統(tǒng)的組成

基于DSP和CPLD的無刷直流電機(jī)根據(jù)電流驅(qū)動方式不同,分為正弦波無刷直流電機(jī)和梯形波無刷直流電機(jī),無刷直流電機(jī)具有反饋簡單、設(shè)計方便的優(yōu)點,不需要采用絕對位置編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器,能夠充分發(fā)揮電機(jī)的功能潛力。無刷直流電機(jī)的磁極具有多相繞組,利用逆變器進(jìn)行軸位置檢測。無刷直流電機(jī)包括電動機(jī)、開關(guān)、和位置傳感器三個部分。

1.2系統(tǒng)的工作原理

基于DSP和CPLD的無刷直流電機(jī)的系統(tǒng)的定子是由永久磁鋼組成的。永久磁鋼的能夠在電動機(jī)的內(nèi)部產(chǎn)生永久磁場,并能夠在電樞繞組通電的情況下,發(fā)揮作用。電刷具有換向的作用,能夠保證兩個磁場方向保持一直垂直,從而促進(jìn)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)在空載、過載和負(fù)載工況下時,電流不穩(wěn)定,電流表指針搖擺不定。出現(xiàn)這種狀況的原因主要是因為電路中某一部分電阻值受熱發(fā)生阻值變化而導(dǎo)致電流不穩(wěn)。對于這類故障,維修人員要對線路各個接觸點進(jìn)行排查,從而判斷電刷和集電環(huán)裝置是否出現(xiàn)短路現(xiàn)象從而導(dǎo)致接觸不良,對于出現(xiàn)問題的部件要及時進(jìn)行更換。在電機(jī)的運(yùn)行中出現(xiàn)奇異的響聲,這類情況通常是由于電機(jī)的轉(zhuǎn)子和其他機(jī)械部件發(fā)生摩擦所發(fā)生的聲響。能夠?qū)е逻@類聲響的部位是轉(zhuǎn)子和定子的絕緣摩擦和軸承磨損,或者是缺少油導(dǎo)致摩擦,風(fēng)道發(fā)生堵塞,風(fēng)扇與風(fēng)罩發(fā)生摩擦等。具體的檢測方法是將電機(jī)的轉(zhuǎn)子與外部機(jī)械連接,如果電機(jī)與外部的機(jī)械傳動部分脫開后重新啟動電機(jī),振動消除,說明是外部的機(jī)械問題,如果不是,就是電機(jī)本身的問題。電機(jī)本身如果發(fā)生轉(zhuǎn)軸不同心等現(xiàn)象都會導(dǎo)致震顫與晃動。

2.系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.1DSP芯片

DSP芯片控制無刷直流電機(jī)通過霍爾元件作為反饋機(jī)制,因此,硬件設(shè)計中,系統(tǒng)的DSP芯片要通過不斷采集霍爾元件搜集到的信息以及霍爾元件反饋的脈沖信號?;魻栐答伋鰜淼奈恢眯盘柲軌虮砻麟姍C(jī)的工作狀況,反饋信號能夠反映出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。DSP不斷對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采集,修改電機(jī)的控制轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制?;魻栐軌蛱峁┙o我們有效的速度和位置,DSP能夠提供給我們正確的電流信息,通過這兩個器件相互配合,實現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定的工作。

2.2CPLD

CPLD是一種大規(guī)模的可編程邏輯器件,集成規(guī)??蛇_(dá)到1000門以上。每個門又稱為等效門,包括4個晶體管,CPLD的集成電路每片達(dá)到上千門,因此具有很強(qiáng)大的功能。CPLD的邏輯陣列與GAL沒有實質(zhì)區(qū)別,依舊是通過輸入緩沖電路達(dá)到輸入端口的目的。輸出單元的組成很大,不是依靠單一的陣列進(jìn)行輸入而是不斷擴(kuò)大硅片的面積,擴(kuò)大了輸出單元的數(shù)量。隨著CPLD的輸入端口數(shù)量的增多,硅片芯片的面積也不斷擴(kuò)大,因此導(dǎo)致了芯片的成本逐漸提高,而且,隨著使用面積變大,芯片的功能也受到了影響。信號在較大的陣列中傳輸,延遲了運(yùn)輸?shù)臅r間,影響了運(yùn)輸?shù)乃俣?。因此在設(shè)計CPLD芯片時,常常將整個邏輯區(qū)域分成幾個小區(qū),每個區(qū)進(jìn)行獨自的陣列組合,通過主線對各個區(qū)域進(jìn)行邏輯連接。CPLD的主線和計算機(jī)的主線的意義不同,CPLD的主線需要通過編程的方法將每一個區(qū)域的效益聯(lián)系到主線上,實現(xiàn)各個區(qū)域被主線控制。

2.3功率驅(qū)動電路

基于DSP和CPLD的無刷直流電機(jī)為了掌握減小轉(zhuǎn)矩的波動,需要對無刷直流電機(jī)進(jìn)行換向,因此,首先我們要了解電機(jī)的結(jié)構(gòu)。電機(jī)分成兩部分,定子和轉(zhuǎn)子。其中,電機(jī)的定子是指電機(jī)中固定不動的部分。轉(zhuǎn)子是指電機(jī)中繞軸旋轉(zhuǎn)的部分。電機(jī)按照部件的作用分為機(jī)械部件、電部件和磁部件。其中,機(jī)械部件主要作用是支持與緊固,同時對于電機(jī)的整體起到冷卻和防護(hù)的作用。電機(jī)的電部分通常指的是導(dǎo)電、能夠產(chǎn)生磁感應(yīng)部件。至于電機(jī)的磁部分是指具有導(dǎo)磁功能的鐵芯與硅鋼片。其中,鐵芯可以分為定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯兩類。電機(jī)的工作原理較為復(fù)雜。定子繞組通常按照一定的規(guī)律均勻纏繞在定子的鐵芯上,在纏繞的過程中一定要注意繞組導(dǎo)線要纏繞整齊、密實,且線線之間不得重疊。接通電源后,在定子的周圍就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。磁場在電機(jī)內(nèi)的定子和轉(zhuǎn)子之間的空隙呈圓周正弦分布,并且繞著電機(jī)不斷旋轉(zhuǎn)。在磁場產(chǎn)生后,轉(zhuǎn)子繞組因為電磁感應(yīng)就會相應(yīng)的產(chǎn)生感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢,兩者重疊發(fā)生相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)了將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的工作過程。在傳輸信號時,每一個霍爾傳感器都會產(chǎn)生8個輸出信號,將信號的捕捉口的電平狀態(tài)進(jìn)行測量,就可以知道當(dāng)前轉(zhuǎn)子的位置,用位置信號來計算電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。

2.4其他硬件電路設(shè)計

其他硬件電路設(shè)計的轉(zhuǎn)速控制方式分為兩種,一種是通過電位計分壓的方法進(jìn)行硬件電路設(shè)計轉(zhuǎn)速控制。其中,模塊的電壓影響最高值是3V,所以在設(shè)計硬件電路時的模塊電壓也要低于3V。另外一種是通過采用內(nèi)置模塊進(jìn)行上位機(jī)通訊,在硬件電路的主線上采用差分傳輸?shù)姆椒?,使干擾能力減弱。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件的設(shè)計包括轉(zhuǎn)速計算程序和雙閉環(huán)控制程序兩個組成部分。其中,轉(zhuǎn)速計算程序就是實現(xiàn)速度的計算和換向。電機(jī)的轉(zhuǎn)子沒轉(zhuǎn)過60度角,就會進(jìn)行一次中斷的觸發(fā)。當(dāng)中斷開始后,在根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行換向處理,恢復(fù)電機(jī)的捕捉功能。雙閉環(huán)控制程序是包括在中斷子程序的,通過定時器進(jìn)行周期啟動,確定工作過程中轉(zhuǎn)換結(jié)束進(jìn)入電機(jī)中斷。在開始中斷后要進(jìn)行速度調(diào)節(jié),防止速度過大導(dǎo)致失控。調(diào)節(jié)到一個合理速度值后對電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速和規(guī)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行對比,如果不對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié),電機(jī)的電流也不會改變。

4.實驗結(jié)果

基于DSP和CPLD的無刷直流電機(jī)控制器的轉(zhuǎn)子是一對極定子電樞繞組,通過科學(xué)的星形接法,提高了電機(jī)的效率。為了充分提高電機(jī)的效率,在選取頻率時要考慮到管子的功率,功率越高,電機(jī)的噪聲也就越小。但是隨著使用時間分增強(qiáng),管子的功率會減小,噪聲也會逐漸變大。綜合實驗結(jié)果,我們可以看出基于DSP和CPLD的無刷直流電機(jī)控制器在222V左右的電壓值時可以保證電機(jī)的平穩(wěn)工作,電機(jī)的啟動時間以及最大啟動電流均滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。

5.結(jié)語

基于DSP和CPLD的無刷直流電機(jī)三環(huán)控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的數(shù)字信號處理器(DSP),具有良好的電磁兼容性,在測試中使用控制軟件對整個系統(tǒng)進(jìn)行定周期控制,并循環(huán)等待中斷發(fā)生,利用CPLD實現(xiàn)無刷直流電機(jī)的邏輯換相,以速度環(huán)和電流環(huán)控制為輔,并對數(shù)字電路以及功率電路進(jìn)行了光耦隔離,確保了系統(tǒng)良好的電磁兼容性,在實踐中得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

篇6

關(guān)鍵詞:電動汽車;電機(jī)控制器;種類;原理;結(jié)構(gòu);特點

中圖分類號:TP332文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6904-03

The Performance and Choices of Electric Vehicle Motors-controller

TANG Hui-long

(Baoji Vocational Technology College, Baoji 721013, China)

Abstract: The paper deseribes the classifications,structures,priciple,and performance of Eletric Vhicle Motors-controller,and the choices of Electric Vehicle Motors-controller.

Key words: electric vehicle; driving_motor_controller; classifications; principle; structure; control; feature

隨著全球能源危機(jī)的不斷加深,石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的不斷加劇,各國政府及企業(yè)普遍認(rèn)識到節(jié)能和減排是未來汽車發(fā)展的主攻方向,發(fā)展電動汽車將是解決這兩個技術(shù)難題的最佳途徑。大力開發(fā)電動汽車將成為必然趨勢,而城市車輛和轎車是優(yōu)先向電動化發(fā)展的汽車種類。自1996年來,已有3種類型的電動汽車問世,即純電動汽車(PEV) 、混合動力汽車(HEV)以及燃料電池電動汽車(FCEV)和派生出的一種外接充電式混合動力汽車(Plug―in)。

電動汽車雖然種類不一,但所用的牽引電機(jī)基本上大同小異,所采用的控制、調(diào)速方式基本上相同。電動汽車在不同時期采用了不同的牽引電機(jī)和控制、調(diào)速方式 。最早采用的是直流牽引電機(jī)和直流斬流器的控制、調(diào)速方式。隨著電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展,交流電動機(jī)、永磁電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī)顯示出比直流電動機(jī)更為優(yōu)越的性能,這些電動機(jī)正在逐步取代直流電動機(jī),與之相適應(yīng)的新的控制、調(diào)速方式也隨之產(chǎn)生。

1 對控制、調(diào)速系統(tǒng)的要求

電機(jī)汽車驅(qū)動系統(tǒng)的控制方案取決于電動汽車所要求的動力性能,因此采用何種調(diào)速控制技術(shù)是十分重要的。就目前的驅(qū)動電機(jī)種類來說,主要有以下幾種方式,第一種用直流電機(jī)驅(qū)動;第二種用永磁同步電機(jī)驅(qū)動;第三種用三相交流異步電機(jī)驅(qū)動。當(dāng)然隨著技術(shù)的不斷發(fā)展還會不斷產(chǎn)生新的驅(qū)動電機(jī)和與之相適應(yīng)的控制方式。不管采用什么控制、調(diào)速方式,總的要求是:控制系統(tǒng)安全、可靠,調(diào)速性能良好;有良好的起動、制動性能;能滿足電動汽車的加速性能;效率高、能耗小;性價比高,維護(hù)性好。

2 以直流電機(jī)為驅(qū)動電機(jī)的直流斬波器控制、調(diào)速系統(tǒng)

較早開發(fā)的電動汽車基本上都是以直流電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)的,即是現(xiàn)在開發(fā)設(shè)計的一些電動汽車由于直流電機(jī)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)都比較成熟仍然采用直流電機(jī)驅(qū)動的。

2.1 直流斬波器的結(jié)構(gòu)及工作原理

在如圖1(a)所示的直流斬波器電路中,隨著開關(guān)T的通斷,在開關(guān)管T導(dǎo)通期間電感中有電流流過,且二極管D反向偏置,導(dǎo)致電感兩端呈現(xiàn)正電壓,在該電作用下電感中的電流線性增長。其等效電路如圖1(b)所示。當(dāng)觸發(fā)脈沖在另一時刻使開關(guān)管T斷開時,由于電感中已存儲了能量,二極管D此時承受正向電壓而導(dǎo)通,電感中存儲的磁場能會通過續(xù)流二極管D流經(jīng)負(fù)載,其等效電路如圖1(c)所示。

通過以上分析可知,當(dāng)輸入電壓為Ud時,直流斬波器的輸出電壓為Uo,

Uo=DUd

D是0~1之間變化的系數(shù),因此在D的變化范圍內(nèi),輸出電壓平均值Uo總是小于輸入直流電壓Ud,只要改變D的值,就可以改變輸出電壓平均值的大小,從而改變加在直流牽引電機(jī)電樞繞組兩端的電壓達(dá)到調(diào)速的目的。

2.2 直流PWM控制技術(shù)

在如圖2所示的全橋變換電路中,如果電路的輸入為直流電壓Ud,在不同的控制方式下,可輸出幅度和極性均可變的直流電壓Uo。

在雙極型電壓PWM控制方式中,開關(guān)管T1、T2和T3、T4分為兩組,各組具有相同的驅(qū)動脈沖ug,在理想條件下,橋臂上開關(guān)管T1|、T2和T3、T4互補(bǔ)導(dǎo)通。

直流控制電壓ur與三角波電壓uc比較產(chǎn)生兩組開關(guān)的PWM控制信號。當(dāng)ur>uc時,T1和T4導(dǎo)通,T2和T3關(guān)斷,當(dāng)ur

UO=(2D1-1)Ud

D1=ton/TS是第一組開關(guān)的占空比(第二組開關(guān)的占空比為D2=1-D1)。Ton為開關(guān)管導(dǎo)通時間,TS為周期。由波形圖看出,當(dāng)ton=TS/2時,變換器的輸出電壓為零;當(dāng)tonTS/2時,UO為正。也就是說這種變換電路的輸出電壓可在-Ud到+Ud之間變化。

在理想條件下,UO的大小和極性只受占空比D1的控制,而與輸出電流iO無關(guān)。在直流電機(jī)驅(qū)動中,可方便地實現(xiàn)可逆調(diào)速。

由于直流電機(jī)與三相異步電機(jī)相比存在結(jié)構(gòu)上有電刷、換向器等易磨損件,維修保養(yǎng)困難、壽命較短、使用環(huán)境要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低、質(zhì)量大以及體積大、耗材多等缺點。因此目前電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)很少用直流電機(jī),因此直流斬波器、直流PWM控制技術(shù)在電動汽車上也不在使用。

3 以三相鼠籠式感應(yīng)電機(jī)為驅(qū)動電機(jī)的交流變頻器控制、調(diào)速系統(tǒng)

三相鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的基本調(diào)速方式有調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速和變頻調(diào)速。目前主要用VVVF式(變頻變壓控制)和FOC(磁場定向控制)也稱矩量控制。VVVF控制應(yīng)用廣泛,動靜態(tài)性能優(yōu)良的矢量控制可與直流調(diào)速相媲美,而控制簡單動態(tài)性能好的直接轉(zhuǎn)矩控制在機(jī)車牽引等領(lǐng)域顯示了廣闊的應(yīng)用前景。在牽引控制中,為了獲得寬的調(diào)速范圍,感應(yīng)電機(jī)控制一般分為三個階段:1)保持轉(zhuǎn)差S不變,調(diào)節(jié)定子電流,獲得恒轉(zhuǎn)矩區(qū);2)保持定子額定電壓U不變,調(diào)節(jié)定子電流,獲得恒功率區(qū);3)保持定子額定電壓不變,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差低轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速區(qū)。

3.1 三相橋式逆變電路的SPWM控制

電壓型三相橋式逆電路如四所示,其控制方式為雙極性方式。U、V、W三相的PWM控制公用一個三角波載波信號uc,三相調(diào)制信號urU、urV、urW分別為三相正弦信號,其幅值和頻率均相等,相位依次相差1200。U、V、W三相PWM控制規(guī)律相同。以U相為例,工作原理如下:當(dāng)urU>uc時,使T1導(dǎo)通,T4關(guān)斷,則U相相對于直流電源假想中性點N的輸出電壓為uUN'=Ud/2;當(dāng)urU

通過對輸出脈沖寬度的控制就可以改變輸出電壓的大小,從而達(dá)到調(diào)速的目的。

3.2 變頻器的結(jié)構(gòu)及工作原理

結(jié)構(gòu)如圖6所示,由二極管整流電路、能耗制動電路、逆變電路和控制電路組成,逆變電路采用IGBT器件,為三相橋式SPWM逆變電路。

工作原理:以雙極性SPWM控制方式為例,電路如圖7所示,工作波形如圖8所示。 在ur的正負(fù)半周內(nèi),在調(diào)制信號ur和載波信號uc的交點時刻控制各開關(guān)器件的通斷。當(dāng)ur > uc時,使晶體管T1 、T4導(dǎo)通,使T2 、T3關(guān)斷,此時,u0= Ud;當(dāng)ur < uc時,使晶體管T2 、T3導(dǎo)通,使T1 、T4關(guān)斷,此時,u0=-Ud。

在ur的一個周期內(nèi),PWM輸出只有±Ud兩種電平。逆變電路同一相上下兩臂的驅(qū)動信號是互補(bǔ)的。在實際應(yīng)用時,為了防止上下兩個橋臂同時導(dǎo)通而造成短路,在給一個臂施加關(guān)斷信號后,再延遲t時間,然后給另一個臂施加導(dǎo)通信號。延遲時間的長短取決于功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間。需要指出的是,這個延遲時間將會給輸出的PWM波形帶來不利影響,使其偏離正弦波。

4 以永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)的控制、調(diào)速系統(tǒng)

永磁同步機(jī)根據(jù)定子電流波形的不同可分為矩形波同步永磁電機(jī)和正弦波永磁同步電機(jī),而矩形波永磁同步電機(jī)又稱為永磁無刷直流電機(jī)。變頻調(diào)速是永磁同步電機(jī)的基本調(diào)速方式,其基本原理與感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速原理相同。在理想情況下,永磁無刷直流電機(jī)的氣隙磁通是矩形波,定子電動勢也是矩形波,三相合成產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩,沒有轉(zhuǎn)矩紋波。而實際工作時由于磁飽和等因素的影響會產(chǎn)品生脈動的梯形波電磁轉(zhuǎn)矩。永磁無刷電機(jī)、轉(zhuǎn)子位置傳感器和逆變器構(gòu)成自控式永磁無刷直流電機(jī),通過轉(zhuǎn)子位置傳感器提供的信號控制變壓變頻裝置的逆變器換流,從而達(dá)到改變定子繞組的供電頻率。

5 控制器的選擇

控制器的選擇主要依據(jù)電動汽車所用驅(qū)動電機(jī)的情況而定,當(dāng)驅(qū)動電機(jī)為直流電機(jī)時可采用直流斬波器或PWM調(diào)速方式;當(dāng)驅(qū)動電機(jī)為交流電機(jī)時可采用三相交流PWM或變頻調(diào)速方式。以直流電機(jī)驅(qū)動為例,電機(jī)控制器的選擇如下:首先選擇電壓等級,當(dāng)電池電壓確定后即可確定電機(jī)控制器的電壓等級。關(guān)鍵是確定電機(jī)控制器的容量,也就是說電流大小的確定,電機(jī)控制器電流大小的確定,主要依據(jù)電機(jī)的容量來確定。如果電池的電壓等級為312V,電機(jī)的電壓等級為230V,電機(jī)為YQ57型的變頻牽引異步電動機(jī),則電機(jī)控制器電流的選擇可依公式計算可得:電機(jī)的額定電流IN=192A,低速起動時的起動轉(zhuǎn)矩為2TN,,對應(yīng)的起動電流約為2IN,再考慮安全余量,電機(jī)控制器的電流大小選擇為600A。

6 結(jié)束語

由以上介紹可知,電機(jī)控制器是電動汽車的主要部件之一。直流電動機(jī)很早就被用作電動汽車的驅(qū)動電機(jī),因此,直流驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)成熟,在早期產(chǎn)生的電動汽車上有很大一部分是采用直流牽引電動機(jī)和與之相對應(yīng)的直流驅(qū)動技術(shù)主。新型電動汽車正在越來越多的采用性能更為優(yōu)越的交流電動機(jī)、永磁電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī),并向大功率、高轉(zhuǎn)速、高效率和小型化方向發(fā)展,隨著新型驅(qū)動電機(jī)的應(yīng)用,新的驅(qū)動技術(shù)也正在越來越廣泛地應(yīng)用在電動汽車上,加上新型電池的出現(xiàn),將會大大推動電動汽車的發(fā)展。

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篇7

【關(guān)鍵詞】 煤礦 電機(jī) MC33035 通信 測速

一、前言

開展煤礦電氣設(shè)備安全性能的研究,提高煤礦用無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的安全性,對于保證煤礦安全生產(chǎn)、避免造成安全生產(chǎn)事故的隱患具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文首先對煤礦用無刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹,然后以無刷直流電機(jī)專用控制芯片MC33035為核心對煤礦用無刷直流電機(jī)的控制器進(jìn)行了整體結(jié)構(gòu),最后利用對控制器的電子測速單元、脈寬調(diào)制單元等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。

二、無刷直流電機(jī)

煤礦用無刷直流電機(jī)利用繞組通電產(chǎn)生的電磁場和永磁體的磁場之間的相互作用,繞組電流根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行合理換向,保證輸出持續(xù)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)。煤礦用無刷直流電機(jī)選用徑向充磁的瓦形永磁材料作為永磁體,對永磁體的空間布局進(jìn)行合理設(shè)計,然后裝配到電機(jī)轉(zhuǎn)子上。在電機(jī)定子上纏繞規(guī)則的三相電樞繞組,由于永磁體的磁導(dǎo)率幾乎接近空氣,所以電樞反應(yīng)電感小,電機(jī)的輸出特性機(jī)械強(qiáng)度高。

三、控制器設(shè)計

控制器工作過程:控制按鈕將動作指令發(fā)給專用控制芯片(MC33035),MC33035采集霍爾傳感器輸出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息,發(fā)出控制信號給隔離驅(qū)動電路,使其發(fā)出穩(wěn)定的驅(qū)動信號驅(qū)動IGBT模塊的導(dǎo)通,使電機(jī)動作。霍爾傳感器實時將檢測到的電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信息傳遞給專用控制芯片,MC33035根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信息在正確的時刻進(jìn)行換向,保證電機(jī)按持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時電子測速芯片(MC33039)將采集到的霍爾元件信號轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號反饋給單片機(jī),形成速度的閉環(huán)控制。脈寬調(diào)制電路對控制信號進(jìn)行調(diào)節(jié),實現(xiàn)對煤礦用無刷直流電機(jī)速度控制,CAN通訊電路利用單片機(jī)和CAN控制器將控制器信息傳遞給上位機(jī),實現(xiàn)控制器與計算機(jī)之間的通信,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

MC33035是MOTOROLA公司第二代高性能無刷直流電機(jī)專用芯片,采用雙極性模擬工藝制造,在任何惡劣的環(huán)境條件下仍然具有很高的穩(wěn)定性。芯片內(nèi)包含有誤差信號放大器、PWM脈沖調(diào)制放大器和3個集電極開路頂端驅(qū)動輸出,還有用于正確整流時序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器。MC33035帶有欠鎖定功能及欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、故障信號輸出、制動輸入等功能,它是一種具有開環(huán)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)、以及運(yùn)行使能的電機(jī)控制小型專用系統(tǒng)。

脈寬調(diào)節(jié)單元實現(xiàn)系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié),選用TL494芯片來實現(xiàn)系統(tǒng)速度控制。TL494具有抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高以及價格便宜等特點。TL494由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、間歇期調(diào)整電路、兩個誤差放大器、脈寬調(diào)制比較器以及輸出電路等組成,通過調(diào)節(jié)相位校正和增益控制引腳的電壓,改變輸出信號的占空比,進(jìn)而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

MC33039是一款高性能閉環(huán)速度控制芯片,專用于各種無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中,常與MC33035芯片構(gòu)成無刷電機(jī)控制器。MC33039直接將三相無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器的三個方波輸入信號,經(jīng)F/V變換成正比于電機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓信號。當(dāng)電機(jī)加速時,輸出脈沖序列的平均電壓將會上升,此信號在外接低通濾波器處理后,即可得到與轉(zhuǎn)速成正比的測速電壓。

四、結(jié)束語

本文對煤礦用無刷直流電機(jī)控制器進(jìn)行設(shè)計,主要包括控制器整體結(jié)構(gòu)、電子測速單元和脈寬調(diào)制單元等,控制器具有性能穩(wěn)定、安全性好等優(yōu)點,滿足設(shè)計要求。煤礦用無刷直流電機(jī)屬于井下安全生產(chǎn)重要的設(shè)備,對其控制技術(shù)進(jìn)行研究對于保證礦井安全和推進(jìn)現(xiàn)代化礦井的建設(shè)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家安全監(jiān)管總局 國家煤礦安監(jiān)局.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦安全監(jiān)管監(jiān)察工作的通知.〔2012〕130號

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關(guān)鍵詞:數(shù)字化平臺;發(fā)電機(jī)控制器;可靠性;優(yōu)化設(shè)計;故障預(yù)測技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

中圖分類號:TN97 文章編號:1009-2374(2016)12-0022-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.010

在飛機(jī)電源的眾多組成部分當(dāng)中,發(fā)電機(jī)控制器顯得尤為重要,是飛機(jī)電源系統(tǒng)的控制中心。發(fā)電機(jī)控制器能夠?qū)﹄娏?、電壓、頻率進(jìn)行監(jiān)測,以此來達(dá)到保護(hù)和控制電源系統(tǒng)的目的,并且能夠精準(zhǔn)監(jiān)控電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)。本文將針對飛機(jī)電源系統(tǒng)的客觀需求,基于數(shù)字化研發(fā)平臺,提出發(fā)電機(jī)控制器可靠性優(yōu)化設(shè)計的實施方案,并為工程的進(jìn)一步提供基本的結(jié)構(gòu)框架。

1 發(fā)電機(jī)控制器功能

發(fā)電機(jī)控制器主要有調(diào)壓、控制和保護(hù)三大主要功能。隨著時展,發(fā)電機(jī)控制器的功能也逐漸增多并完善,如故障檢測與隔離、數(shù)據(jù)通訊等功能。下面筆者將對各項功能進(jìn)行逐一介紹:

1.1 電壓調(diào)節(jié)功能

調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出電壓是發(fā)電機(jī)控制器的一個重要功能,主要由電壓調(diào)節(jié)器來完成工作。電壓調(diào)節(jié)器由檢測、比較、放大和執(zhí)行環(huán)節(jié)組成,有時還要補(bǔ)償和校正環(huán)節(jié)。其主要功能有:第一,調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)的勵磁電流,達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的;第二,避免負(fù)載短路時發(fā)生事故;第三,限制發(fā)電機(jī)輸出電流;第四,限制最高電壓,使其保持在電壓峰值以下,避免設(shè)備損壞;第五,當(dāng)三相電壓檢測線路故障時,限制勵磁電流,以免損壞設(shè)備。

1.2 控制功能

控制功能也是保證發(fā)電機(jī)控制器正常運(yùn)行的重要功能,控制功能主要是控制相應(yīng)的接觸器、繼電器,使其穩(wěn)定運(yùn)行,保證發(fā)電機(jī)和負(fù)載的通斷以及轉(zhuǎn)換得以完成??刂乒δ苤饕邪l(fā)電機(jī)勵磁控制、接觸器控制、轉(zhuǎn)換控制三個環(huán)節(jié):第一,發(fā)電機(jī)勵磁控制,勵磁控制是保證發(fā)電機(jī)正常工作的必要條件,此外發(fā)電機(jī)控制器還要完成滅磁的工作;第二,接觸器控制功能,主要是實現(xiàn)GCB(發(fā)電機(jī)輸出接收器)、BTB(匯流條連接接觸器)、GCR(勵磁控制繼電器)的通/斷控制;第三,轉(zhuǎn)換控制,轉(zhuǎn)換控制又包括電源接入控制和雙通道轉(zhuǎn)換控制。電源接入控制要遵循三個基本原則,即地面電源優(yōu)先原則、機(jī)上電源優(yōu)先原則、隨機(jī)優(yōu)先原則,即誰先投入,誰先工作。雙通道轉(zhuǎn)換控制,如果飛機(jī)不并聯(lián)交流電系統(tǒng)正常工作,每臺交流發(fā)電機(jī)將會分別供電,如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障,發(fā)電機(jī)和匯流條件將會進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

1.3 保護(hù)功能

對電源系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)和用電系統(tǒng)實現(xiàn)有效的保護(hù)和自我檢測,也是發(fā)電機(jī)控制器的一個重要功能。保護(hù)功能會針對不同的故障和異常情況來選擇不同閾值以及延遲時間,并根據(jù)故障等級與控制盒共同實現(xiàn)隔離故障。通過保護(hù)功能還能將故障信息保存在NVM(非丟失性存儲器)中,便于找出故障進(jìn)行維修。

1.4 故障隔離功能

電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障十分常見,異常的輸出將會逐層傳播,直至達(dá)到最高級,以致改變整個系統(tǒng)的輸出狀態(tài)。所以發(fā)電機(jī)控制器不僅需要檢測故障,而且要在故障發(fā)生后,能及時發(fā)現(xiàn),并將故障進(jìn)行隔離,才能保證電源系統(tǒng)安全運(yùn)行。

1.5 通訊功能

在日常地面維護(hù)和飛行當(dāng)中,發(fā)電機(jī)控制器將會通過通訊接口與非航空電子監(jiān)控處理機(jī)來完成通訊工作,從而達(dá)成信息交換―接收NAMP(非航空電子監(jiān)控處理機(jī),Non-Aerial Monitoring Processor)的命令,完成相應(yīng)要求。通過這一系列動作,通訊功能將會把電源系統(tǒng)的狀態(tài)以及故障信息傳達(dá)給NAMP。

2 基于故障預(yù)測技術(shù)的可靠性仿真分析流程

2.1 某型號發(fā)電機(jī)控制器電子單元的設(shè)計改進(jìn)案例

某型號發(fā)電機(jī)組成及其結(jié)構(gòu)。該發(fā)電機(jī)控制器主要由一個專用安裝架和一個外場可更換單元構(gòu)成,各功能電子模塊主要包括調(diào)壓模塊(PWM)、電源模塊(PS)、模擬量輸入采集模塊(AIN)、離散量輸入采集/輸出控制模塊(DIO)、處理器模塊(DSP)、濾板模塊(RFB)和母板(MB)。如圖1所示:

母板與機(jī)箱之間采用螺釘進(jìn)行連接,與電子模塊則用插槽連接器連接,并將各個模塊用鎖緊螺栓固定;在機(jī)箱的結(jié)構(gòu)上采用封閉模式,以自然通風(fēng)進(jìn)行冷卻。在機(jī)箱與安裝架之間,前段使用鎖緊組件,后端使用定位椎銷,用以提高產(chǎn)品安裝的可靠性。

2.2 產(chǎn)品可靠性仿真分析及可靠性設(shè)計優(yōu)化

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一、概述

隨著微電子技術(shù)的飛速的發(fā)展,帶動了水電站水輪發(fā)電機(jī)組自動控制的高速發(fā)展。集成電路、印制電路板、可編程控邏輯器件等技術(shù)逐漸應(yīng)用于智能儀器和自動化控制中。由于集成電路(IC)的系統(tǒng)芯片種類繁多,體積大,設(shè)計周期長,加工精度要求高,費(fèi)用高;印制電路板(PCB)上元件之間連線的交叉、重疊,不僅工藝復(fù)雜,又導(dǎo)致連線的分布電容增大,加大了對前級電路的負(fù)載,增加了系統(tǒng)的干擾,同時焊接上的元件容易虛焊, PCB的多焊接點和雙面布線的連接孔又導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性下降;而可編程控制器(PLC)則是以微處理器為核心,綜合了計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置,具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、集成度高、易于編程、易于更換、使用方便等優(yōu)點,近年來在水電站的自動控制、工業(yè)自動控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

水電站水輪發(fā)電機(jī)組用PLC控制有很多優(yōu)點,它主要通過軟件控制,從而省去了硬件開發(fā)工作,電路很少,許多的硬件會通過軟件編程來實現(xiàn),大大提高了系統(tǒng)的可靠性與抗干擾能力;由于它簡單易行的可編程序功能,無須改變系統(tǒng)的外部硬件接線,便能改變系統(tǒng)的控制要求,例如:可以省去許多的中間繼電器、計數(shù)器、時間繼電器等,使系統(tǒng)的“柔性”有了很大的提高。

二、主要設(shè)計功能及應(yīng)用

水電站的種類,分為混流式機(jī)組、軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組、貫流式機(jī)組、抽水蓄能式機(jī)組、沖擊式機(jī)組及泵站等,然而不論哪種機(jī)組,其貫穿中心的為控制系統(tǒng),而控制系統(tǒng)現(xiàn)在又廣泛應(yīng)用PLC進(jìn)行集成控制。而PLCL可以實現(xiàn)遠(yuǎn)方控制,這樣就對提高水電站的自動化程度奠定了基礎(chǔ)。因為水電站大多數(shù)都位于比較偏遠(yuǎn)的山區(qū),這樣采用PLC可編程控制器進(jìn)行設(shè)計對水電站實現(xiàn)無人值班、少人值班起到了至關(guān)重要的作用。

PLC的種類繁多,從不同的品牌分有:施耐德的、有西門子的、有美國AB的、有日本歐姆龍的等等;而在每種不同品牌的PLC的產(chǎn)品中,又根據(jù)輸入和輸出的端口數(shù)量,而分為小型、中型和大型的PLC控制器。對于控制單一功能的控制箱,而輸入和輸出接口的數(shù)量不多,我們就可以選擇小型的PLC可編程控制器進(jìn)行編程控制,而對于整個電站的系統(tǒng)控制這樣輸入喝輸出的接口數(shù)量比較大的可控設(shè)備,我們就需要用更高等級、大型的PLC邏輯控制器進(jìn)行編程控制了。而PLC可編程控制器的功能強(qiáng)大,應(yīng)用便快捷,便于操作。

在水電站的水輪發(fā)電機(jī)組中,我們用到的PLC控制器分別用到機(jī)組自動化的控制、球閥自動化的控制、調(diào)速器控制系統(tǒng)的控制、以及外循環(huán)油泵的控制、漏油箱的控制、頂蓋排水的控制、油壓裝置電氣柜的控制等單個控制箱及柜子的控制等。大量應(yīng)用到國內(nèi)外的許多水電站的控制系統(tǒng)中,分別有重慶富金壩水電站貫流機(jī)組的整體機(jī)組的自動控制中、廣西長洲水電站貫流機(jī)組的整體機(jī)組的自動控制中、緬甸水津水電站頂蓋排水和漏油箱控制中、馬里費(fèi)魯水電站貫流式機(jī)組整體的自動化控制中等;實踐證明:應(yīng)用PLC可編程控制器進(jìn)行水電站的自動化控制系統(tǒng)是安全的、可靠的、是方便的、靈活的、也是非常必要的。

機(jī)械功能:對于大型高端的處理器為例,有機(jī)架用來安裝PLC工作站所有的模塊,包括電源、處理器、離散量I/O、模擬量I/O、專用模塊等,模塊的插拔方便簡易可行;

電氣功能:對于大型高端的處理器為例,他們具有總線連接功能,可以組成一個到多個PLC站,機(jī)架之間通過總線擴(kuò)展電纜互相連接在一起,遠(yuǎn)程總線連接屬于電氣系統(tǒng),它們不會造成遠(yuǎn)程讀取或控制I/O有任何損失。

水電站對于貫流機(jī)組而言,用PLC控制器進(jìn)行整體控制是非常實用和方便的。針對電站空間布局緊湊,安裝調(diào)試方便等特點,用PLC控制器進(jìn)行整體控制,它能節(jié)省了許多控制柜體,許多的控制箱體,對調(diào)試和檢修帶來了極大的便利,它是通過軟設(shè)計編程來實現(xiàn)水電站機(jī)組自動化的自動控制。對于早在2005年就已經(jīng)發(fā)電的貫流機(jī)組重慶富金壩水電站,其機(jī)組自動化的控制就是通過施奈德的Modicon Premium系列的PLC控制器進(jìn)行編程實現(xiàn)的;而貫流機(jī)組廣西的長洲水電站就是通過施奈德的Modicon Quantum系列的PLC控制器進(jìn)行整體編程實現(xiàn)的;而貫流機(jī)組馬里的費(fèi)魯水電站的就是通過西門子的S7-200系列的PLC控制器進(jìn)行整體編程實現(xiàn)的;而對于其他類型的機(jī)組,由于相對有空間布局,機(jī)組的安裝和調(diào)試也相對的方便,就可以進(jìn)行分立的控制箱體和控制柜體的PLC控制器進(jìn)行編程實現(xiàn);例如:緬甸的水津水電站,其機(jī)組自動化的控制就是采用美國AB的PLC控制器進(jìn)行編程實現(xiàn)。

在發(fā)電過程中如果電站因為故障突然停電,沒有備用的電源繼續(xù)供電,很可能造成事故。在應(yīng)急情況下,PLC控制器自身有備用電源供電。

1.電路分析

根據(jù)所需的輸入/輸出點數(shù)選擇PLC機(jī)型

根據(jù)水電站自動化機(jī)組的控制要求,根據(jù)輸入和輸出點的數(shù)量,來選擇所需PLC可編程序控制器的輸入模塊和輸出模塊。系統(tǒng)的控制量基本上是開關(guān)量,當(dāng)然也有模擬量,如溫度和轉(zhuǎn)速是模擬量,為了降低成本,可以通過檢測電路把模擬量轉(zhuǎn)換成開關(guān)量。這樣可以選用不帶模擬量輸入的PLC可編程序控制器。

再者根據(jù)電站的電源情況,選擇PLC可編程序控制器的電源、輸入、輸出電壓等。

2.分配PLC輸入輸出

根據(jù)自動化機(jī)組的控制要求和電氣原理圖,PLC輸入、輸出信號可以通過表格進(jìn)行標(biāo)注,將輸入和輸出進(jìn)行逐一列表,這樣就方便程序的運(yùn)行和修改。

三、結(jié)論

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關(guān)鍵詞:電氣系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床 PLC

中圖分類號:TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)11-0028-02

由于近年來,PLC(可編程控制器)技術(shù)取得了快速發(fā)展,其在自動控制之中的運(yùn)用也變得更為廣泛。PLC是一種專門為工業(yè)運(yùn)用而設(shè)計出來的計算機(jī),目前已經(jīng)被運(yùn)用到數(shù)控機(jī)床這一工業(yè)領(lǐng)域之中??删幊炭刂破髟诳刂频男阅芎陀布杀镜戎T多方面所展現(xiàn)出的種種優(yōu)勢均為其他種類的工業(yè)控制產(chǎn)品所無法進(jìn)行比擬的。所以,可編程控制器技術(shù)在工業(yè)自動化在數(shù)控機(jī)床中的運(yùn)用正在變得愈來愈多。

1、數(shù)控車床電氣控制電路分析

1.1 工作原理及功能

數(shù)控車床根據(jù)被加工零件工作圖與工藝過程卡,用規(guī)定的數(shù)控代碼和程序格式編寫加工程序,將正確的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng)將給定的加工程序和輸入的信號,進(jìn)行運(yùn)算和控制處理,然后將處理的結(jié)果送往控制系統(tǒng),驅(qū)動機(jī)床的各運(yùn)動部件有序地按機(jī)械加工要求運(yùn)行,自動地制造出合格的零件。數(shù)控車床是用來加工軸類或盤類的回轉(zhuǎn)體零件,自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工,廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。改造后的車床應(yīng)該滿足上述功能。

1.2 電氣控制電路的分析

1.2.1 主軸電機(jī)電氣控制

主軸電動機(jī)M3是一臺交流變頻電動機(jī),由變頻器驅(qū)動,正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度控制也是由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制。

1.2.2 主軸控制

來自零件程序的輸入信號有:M03、M04、M05。

來自機(jī)床操作面板有主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點動、停止。

輸出信號:主軸正轉(zhuǎn)Q0.0;主軸反轉(zhuǎn)Q0.1;主軸停止Q0.2。

1.2.3 其他輔助電機(jī)控制

數(shù)控車床輔助電機(jī)主要有刀架電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、泵電機(jī),各輔助電機(jī)的控制簡述如下:

(1)冷卻泵電動機(jī)控制:

來自零件程序輸入信號有:MO8、MO9;來自機(jī)床操作面板,冷卻起停鍵;冷卻控制輸出信號:Q0.3;手動控制-按紐;自動控制-數(shù)控指令M代碼。

(2)泵電動機(jī)控制:

輸入信號:來自機(jī)床參數(shù)設(shè)置導(dǎo)軌間隔;來自機(jī)床控制面板導(dǎo)軌鍵;輸出信號控制Q06;手動控制-按鈕;自動控制-機(jī)床參數(shù)設(shè)定。

(3)刀架電動機(jī)控制:

輸入信號:I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 來自刀位檢測信號

來自零件程序T代碼有I1.0:T1;I1.1:T2;I1.2 T3;I1.3:T4;

來自機(jī)床控制面板手動換刀鍵。

輸出信號:刀架正轉(zhuǎn)Q0.4;刀架反轉(zhuǎn)Q0.5。手動控制—按鈕:數(shù)控系統(tǒng)

KM1

KM2

刀架電動機(jī)M3。自動控制—數(shù)控指令T代碼:數(shù)控系統(tǒng)

KM1

KM2

刀架電動機(jī)M3。

2、電氣系統(tǒng)設(shè)計

2.1 強(qiáng)電電氣控制柜的設(shè)計

2.1.1 控制電路及組成

(1)控制電路:1)交流380V電源通過漏電保護(hù)總開關(guān)QS和空氣開關(guān)QF1供主軸變頻器使用。2)交流380V電源通過變壓器轉(zhuǎn)換成交流220V電源通過空氣開關(guān)QF2、供給伺服放大器作電源用。3)交流380V電源通過變壓器轉(zhuǎn)換成交流220V電源通過U41、W41經(jīng)開關(guān)電源供直流24V給系統(tǒng)供電用。4)交流380V電源通過空氣開關(guān)QF3,接觸器KM1、KM2使刀架正轉(zhuǎn)(換位)、反轉(zhuǎn)。

(2)電路組成:380V電源經(jīng)開關(guān)QS后接入各電源回路中,開關(guān)QS后有4個空氣開關(guān)(QF1、QF2、QF3、QF4)、3個接觸器(KM1、KM2、KM3)、1個DC24/5A開關(guān)電源、1個2.2KW變壓器等組成。所有強(qiáng)電都安裝在電控柜內(nèi)。

2.1.2 電源輸出

(1)I/O接口模塊直流24V接線柱已與外部相連。如發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn),立急斷電,查明原因并解決后才能上電,直流24V開關(guān)電源容量為直流24V/5A,數(shù)控系統(tǒng)需3A,外部電源可提供2A容量供用戶使用。(2)電源輸出模塊有一電源鑰匙開關(guān),其開關(guān)是為強(qiáng)電的控制回路供電。

2.2 電氣控制電路的設(shè)計

數(shù)控系統(tǒng)由隔離變壓器提供AC220V電源,以避免電網(wǎng)擾動對系統(tǒng)的干擾。X軸和Z軸的驅(qū)動裝置由機(jī)床變壓器提供AC220V電源。采用兩個開關(guān)穩(wěn)壓電源分別提供I/O+24V和中間繼電器+24V,以避免干擾對I/O信號的影響。整個系統(tǒng)的電源配置必須接地可良好,因為接地的好壞直接影響到系統(tǒng)的抗干擾性和安全性。

2.2.1 主電路設(shè)計

數(shù)控車床主電路包括主軸控制電路、刀架電機(jī)控制電路、冷卻電機(jī)控制電路和伺服驅(qū)動組成。如圖1所示為數(shù)控車床電氣控制中的380V強(qiáng)電回路圖。

QS為電源總開關(guān),QF1、QF3、QF4、QF2分別為主軸控制、刀架控制、冷卻控制、伺服驅(qū)動空氣開關(guān)為電路的短路保護(hù)。TC1為控制變壓器,初級為AC380V,次級為AC220V。

主軸控制電動機(jī)M1,由變頻器控制主軸的轉(zhuǎn)速;刀架電動機(jī)M3由接觸器KM1/KM2來控制正反轉(zhuǎn);冷卻控制電動機(jī)M2由接觸器KM3控制正轉(zhuǎn)。

2.2.2 控制電路設(shè)計

數(shù)控車床控制電路包括冷卻控制、刀架控制、風(fēng)機(jī)冷卻、開關(guān)電源、CNC系統(tǒng)控制等組成。如圖2所示。

數(shù)控車床系統(tǒng)輸出接口,控制功能有主軸正轉(zhuǎn)、主軸反轉(zhuǎn)、冷卻控制、刀架正轉(zhuǎn)、刀架反轉(zhuǎn)等功能。伺服驅(qū)動系統(tǒng)。其正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度控制是由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制的。

3、結(jié)語

數(shù)控機(jī)床是集計算機(jī)技術(shù)、PLC 技術(shù)、自動化技術(shù)等于一身的機(jī)電一體化產(chǎn)物,作為數(shù)控機(jī)床核心的控制系統(tǒng)直接關(guān)系到設(shè)備的正常運(yùn)行,利用數(shù)控機(jī)床PLC 的強(qiáng)大功能,可以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的作用,還可以為數(shù)控機(jī)床故障診斷及故障維修帶來極大的方便

參考文獻(xiàn)

[1]張路霞.利用PLC進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的故障檢測[J].設(shè)備管理與維修,2011.3.