[发明专利]一种直线开关磁阻电机位置控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机位置控制系统，尤其涉及一种直线开关磁阻电机位置控制系统，属于电机位置自动控制领域。

背景技术

电机是工业生产不可缺少的动力设备，电机的品种很多，作用也相当广泛。直线开关磁阻电机时一种新型的牵引电机。其主要有以下优点：结构简单，制作成本不高。工作稳定且能够在恶劣的环境下长时间正常工作，比如高温环境，开关磁阻电机有较好的散热性能，可以在高温下正常工作。

直线电机技术是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需要通过中间任何转换装置的新颖电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪音低、维护方便且反应速度快等优点。旋转电机所有的品种，直线电机技术几乎都有相对应的品种，例如直线直流电机直线感应电机、直线步进电机、直线开关磁阻电机。其应用范围正在不断扩大。在一些它能独特发挥作用的地方，取得了非常令人满意得效果。随着微电子、电力电子技术、永磁材料技术和驱动技术的发展，直线电机系统有了长足的进步，国外著名电器（气）公司相继推出并不断完善、更新各自的直线电机系统。其应用十分广泛，如列车驱动、物料运送、机床工作、食品和轻工机械、自动绘图仪、液压金属泵、空气压缩机、电磁炮、家用电器以及半导体器件等。

随着电力电子技术的发展，开关磁阻电机控制将会变得更加容易并且控制效果更好。这种电机启动转矩大，过载能力强，调速范围广。直线开关磁阻电机除了具有以上优点以外，在一些需要做直线运动的场合，它显示出了强大的优越性：再也不需要像传统的做直线运动的装置那样，通过丝杆等传动装置将旋转的运动转化为直线运动。这样再一次的将中间环节给节省下来了，不仅降低了设备的成本，而且能量利用率也得到了提高。开关磁阻电机控制精度高，在高精度加工领域和大功率传输方面有广泛的应用前景。

例如申请号为“201310060286.8”的伺服电机的控制系统，包括：电源控制电路、多个交-直-交功率主电路、多个空间矢量脉宽调制集成电路、多个伺服电机、位置反馈接口电路、逻辑控制电路、控制处理电路。该发明中具备多个伺服电机驱动接口，可以控制多台电机的同步运行或者各自独立运行；并且通过参数配置可选择其中一种，控制灵活，适用性好，另外；通过位置反馈接口电路可兼容多种形式的位置反馈，克服了现有伺服控制系统中驱动器只能支持一种形式的编码器的缺点，其使用方便，成本也较低；节省了驱动器的安装空间，提高了制造装配工时效率。

又如申请号为“201410076968.2 ”的一种大功率圆筒型直线开关磁阻电机控制系统，该系统采用圆筒型直线开关磁阻电动机作为驱动，无需旋转-直线转换机构，使得系统机械结构简单、可靠性高。以数字信号处理器DSP为核心的控制器在控制功率变换器过程中，采用转速电流双闭环控制，可以实现调速和稳速的目的，有效提高系统效率，降低功率损耗。系统在直线开关磁阻电机LSRM起动时采用电流斩波控制，运行过程中采用固定角度的PWM电压斩波控制方式，控制算法采用比例微分积分PID控制，使得系统起动力矩大，低速性能好，调速范围宽，控制灵活，能够广泛应用到多种领域中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种直线开关磁阻电机位置控制系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

    一种直线开关磁阻电机位置控制系统，包含电机，其特征在于：在所述电机上设有微控制器模块，以及与其连接的位置编码器、电流传感器、按键输入模块、显示模块、电机驱动；所述微控制器模块和电机驱动之间设有功率变换器；

其中，位置编码器，用于实时采集电机运动的位置参数；

电流传感器，用于实时采集电机运动的电流参数；

按键输入模块，用于预先设定电机位置参数阈值；

功率变换器，用于调节电机所需电流；

电机驱动，用于驱动电机；

微控制器模块，用于将位置编码器采集的电机运动位置参数与设定位置参数阈值进行对比分析，若不在正常阈值范围内，则通过功率变换器调节电机输入电流直至电机运动到指定位置；

显示模块，用于实时显示电机运动的位置参数及电流参数。

    作为本发明一种直线开关磁阻电机位置控制系统的进一步优选方案，所述位置编码器的芯片型号为E6B2-CWZ6C。

    作为本发明一种直线开关磁阻电机位置控制系统的进一步优选方案，所述电流传感器的芯片型号为LZZBJ9-10A3G。

    作为本发明一种直线开关磁阻电机位置控制系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。