[实用新型]一种数字化晶闸管直流电动机调速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种数字化晶闸管直流电动机调速控制装置。

背景技术

直流电机是机电一体化领域中发展出的重要产品，各大科研机构和技术公司都针对直流电机控制方案进行了大量的研究，其研究方式不外乎两种：

一是在专用的仿真软件环境下下构建直流电机的本体模型和控制模型，在该模型中进行控制算法的实现、参数寻优等理论模拟仿真。但通过仿真软件仅能够从理论算法上验证控制方案的可行性，且通常都是理想情况下的模拟仿真，无法将处理结果实时的应用到真实的直流电机的控制中去。

二是利用专门的电机控制芯片设计相应的控制器，从而实现对直流电机的控制。这种方法是基于专用芯片的控制系统，能够一定程度上满足真实环境的实验需求，但是在实验中针对算法及算法参数的修改和负载的调整需要耗费研究人员巨大的时间和精力，且成本较高，灵活性差且难以对实际情况下的算法进行快速验证。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种数字化晶闸管直流电动机调速控制装置及控制方法，实现了对实际情况下的算法进行快速验证，灵活性高且节省时间和人员的工作量。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种数字化晶闸管直流电动机调速控制装置，包括：计算机设备(1)、逻辑保护电路(2)、电机驱动控制器(3)、可控整流模块(4)和数据采集模块(5)；其中，计算机设备(1)通过可控整流模块(4)与电机驱动控制器(3)串联连接，数据采集模块(5)、计算机设备(1)、逻辑保护电路(2)、电机驱动控制器(3)、直流电机(17)依次串联连接，直流电机(17)与数据采集模块(5)连接；

逻辑保护电路(2)由逻辑芯片和连接所述逻辑芯片的外围电路组成，用于在向后续IPM模块发送的控制信号时，触发同一桥臂的上下桥臂中的其中一个导通；

电机驱动控制器(3)由光电隔离模块(7)、功率芯片供电模块(8)、功率驱动模块(9)、保护电路模块(13)组成；其中，光电隔离模块(7)、功率芯片供电模块(8)和保护电路模块(13)均与功率驱动模块(9)相连，功率驱动模块(9)与直流电机(17)相连，计算机设备(1)通过逻辑保护模块(2)连接光电隔离模块(7)；

可控整流模块(4)由高压供电模块(6)、单相桥式半控整流电路(14)和触发电路(15)组成；

数据采集模块(5)包括编码器模块(10)、电流测量模块(11)、电压测量模块(12)和同步信号采集模块(16)，其中，编码器模块(10)、电流测量模块(11)和电压测量模块(12)均分别连接试验用直流电机(17)和计算机设备(1)，同步信号采集模块(16)同时连接高压供电模块(6)和计算机设备(1)。

一种基于上述数字化晶闸管直流电动机调速控制装置的控制方法，所述方法包括：通过数据采集模块(5)采集高压供电模块(6)的同步信号U、直流电机转子的实测速度w和直流电机霍尔信号d1、d2、d3；并根据同步信号U进行过零检测，并得到正/负过零信号；同时计算得到误差e＝w_ref-w，其中w_ref为直流电机转子的参考速度，并进行速度环PI运算，得到固定的移相控制量

通过计算机设备(1)根据所述正/负过零信号和所述固定的移相控制量θ发出向可控整流模块(4)发送触发信号，并由可控整流模块(4)得到直流电机(17)的直流供电电压；

再根据所述霍尔信号d1、d2、d3获取直流电机(17)的位置信息，并根据所述位置信息得到直流电机(17)的换向信号，再将所述换向信号经逻辑保护模块(2)向电机驱动控制器(3)发送。

还包括：通过数据采集模块(5)采集高压供电模块(6)的同步信号U、直流电机转子的实测速度w和直流电机霍尔信号d1、d2、d3；并根据同步信号U进行过零检测，并得到正/负过零信号；同时计算得到误差e＝w_ref-w，其中w_ref为直流电机转子的参考速度，并进行速度环PI运算，得到控制量输出

通过计算机设备(1)根据直流电机(17)的换向信号和所述控制输出量u得到PWM控制信号；并将所述PWM控制信号经逻辑保护模块(2)向电机驱动控制器(3)发送。