[发明专利]道闸机的交流永磁同步伺服电机控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种道闸机的交流永磁同步伺服电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述道闸机的交流永磁同步伺服电机控制系统包括：开关电源模块(1)、电机位置检测模块(2)、电机电流检测模块(3)、控制模块(4)、电机驱动逆变桥(5)、交流永磁同步电机(6)、减速机及传动机构(7)、道闸道杆(8)；

所述开关电源模块(1)的输入端连接有电源，所述开关电源模块(1)的输出端连接控制模块(4)的供电输入端和电机驱动逆变桥(5)的供电输入端，所述控制模块(4)的信号输出端连接电机驱动逆变桥(5)的信号输入端，所述电机驱动逆变桥(5)的输出端连接交流永磁同步电机(6)的输入端，所述交流永磁同步电机(6)输出端连接减速机及传动机构(7)的输入端，所述减速机及传动机构(7)的输出端连接道闸道杆(8)的输入端；

所述电机驱动逆变桥(5)的电机相电流信号输出端连接电机电流检测模块(3)的输入端，所述电机电流检测模块(3)的输出端连接控制模块(4)的输入端；所述交流永磁同步电机(6)的电机转子位置信号输出端连接电机位置检测模块(2)的输入端，所述电机位置检测模块(2)的输出端连接控制模块(4)的输入端；

所述控制方法包括以下步骤：

①：控制模块(4)接收上位机发出的抬杆命令；

②：电机位置检测模块(2)检测交流永磁同步电机(6)的转子位置信息和电机电流检测模块(3)检测交流永磁同步电机(6)的相电流输入到控制模块(4)；

③：控制模块(4)根据设定的道闸道杆(8)运行角速度0.3rad/s～1.2rad/s，计算出PWM控制信号并输出6路PWM信号给电机驱动逆变桥(5)；

④：电机驱动逆变桥(5)的六个绝缘栅双极晶体管根据6路PWM信号开启或关闭，驱动交流永磁同步电机(6)正向转动；

⑤：交流永磁同步电机(6)的转动通过减速机及传动机构(7)带动道闸道杆(8)向上抬起；

⑥：在运行到抬杆动作总行程的0～20％时，控制模块(4)根据设定的道闸道杆(8)运行角速度0.7rad/s～2.4rad/s进行加速并保持该速度；

⑦：在运行到抬杆动作总行程的60～80％时，控制模块(4)根据设定的道闸道杆(8)运行角速度0.3rad/s～0.7rad/s进行减速，并在完成全部抬杆行程时逐步减速到0，完成抬杆动作；

⑧：控制模块(4)接收上位机发出的落杆命令；

⑨：电机位置检测模块(2)检测交流永磁同步电机转子位置信息和电机电流检测模块(3)检测交流永磁同步电机(6)的相电流输入到控制模块(4)；

⑩：控制模块(4)根据设定的道闸道杆(8)运行角速度0.3rad/s～1.2rad/s，计算出PWM控制信号并输出6路PWM信号给电机驱动逆变桥(5)；

电机驱动逆变桥(5)的六个绝缘栅双极晶体管根据6路PWM信号开启或关闭，驱动交流永磁同步电机(6)反向转动；

交流永磁同步电机(6)的转动通过减速机及传动机构(7)带动道闸道杆(8)向下落下；

在运行到落杆动作总行程的0～20％时，控制模块(4)根据设定的道闸道杆(8)运行角速度0.7rad/s～2.4rad/s进行加速并保持该速度；

在运行到落杆动作总行程的60～80％时，控制模块(4)根据设定的道闸道杆(8)运行角速度0.3rad/s～0.7rad/s进行减速，并在完成全部落杆行程时逐步减速到0，完成落杆动作。

2.根据权利要求1所述的道闸机的交流永磁同步伺服电机控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制模块(4)通过IO接口或RS485/RS232通讯接口接收的抬杆或落杆控制命令、转子位置信号、电机电流信号后输出驱动信号至电机驱动逆变桥(5)的驱动信号输入端。

3.根据权利要求1或2所述的道闸机的交流永磁同步伺服电机控制系统的控制方法，其特征在于：所述电机驱动逆变桥(5)的电源信号输入端连接开关电源模块(1)的310V直流电压输出端。

4.根据权利要求3所述的道闸机的交流永磁同步伺服电机控制系统的控制方法，其特征在于：所述电机驱动逆变桥(5)的输出端连接到交流永磁同步电机(6)的U、V、W相。

5.根据权利要求4所述的道闸机的交流永磁同步伺服电机控制系统的控制方法，其特征在于：所述交流永磁同步电机(6)的转子通过减速机及传动机构(7)与道闸道杆(8)连接，控制道闸道杆(8)的抬、落动作。