[发明专利]基于WinCE的永磁同步电机状态监测和控制一体化

说明书

本发明涉及一种基于WinCE操作系统的集永磁同步电机运行状态监测和控制一体化方法。以ARM作为控制核心通过SVPWM控制功率开关管的开通和关断，实现对永磁同步电机的控制；以触摸屏为电机参数显示接口，基于WinCE操作系统，实现参数的实时图形化显示；通过触摸屏方便的实现永磁同步电机运行状态的设置。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种基于WinCE操作系统的集永磁同步电机运行状态监测和控制一体化方法。

背景技术

随着自动化系统的快速普及，以及电力电子技术的快速发展，交流电机调速系统得到广泛应用。永磁同步电机具有重量轻、损耗小、运行可靠等特点，使其在交流电机调速系统中占据了重要地位。在实际应用中，永磁同步电机调速系统不仅需要控制电机按照给定指令运行，还需要实时监测电机的运行参数。永磁同步电机调速系统大多采用传统的嵌入式CPU作为主控芯片进行控制，对电机运行参数的监测需要复杂的外部设计实现。因此，针对上述问题，本发明提出了一种基于WinCE操作系统的集永磁同步电机运行状态监测和控制一体化方法。

文献《基于DSP的开关磁阻电机调速系统的设计》给出了一种电机调速系统，通过数码管显示电机转速，并利用控制板按键控制电机；文献《基于DSP的永磁同步电机控制系统》给出了一种永磁同步电机控制系统，采用DSP作为主控芯片，结合LCD液晶显示屏显示电机运行参数；文献《基于嵌入式操作系统μCOS的永磁同步电机控制系统的研究》给出了一种基于μCOS系统的永磁同步电机控制系统，通过串口通信模块将数据发送到上位机上进行实时显示，便携性和集成度较低。上述三种文献给出了电机状态参数监测的主要方式：数码管、LCD液晶显示屏、上位机。这些设计方法对应的程序繁琐复杂，且参数观测方式较为单一。文献《永磁同步电机伺服控制系统研究》中对于改变电机的运行状态，主要通过按键中断以及外部通信接口实现电机的启动、加速、减速等运行状态。这种实现方法灵活性较差，同时按键控制存在一定的滞后性，不利于电机的实时精确控制。触摸屏和ARM的出现，为永磁同步电机运行状态监测和控制，在复杂性和灵活性设计方面，提供新的思路。

发明内容

为了优化永磁同步电机运行状态监测和控制设计，本发明提供一种基于WinCE操作系统的集永磁同步电机运行状态监测和控制一体化设计方法，以ARM作为控制核心，通过SVPWM控制功率开关管的开通和关断，实现对永磁同步电机的控制；以触摸屏为电机参数显示接口，基于WinCE操作系统，实现参数的实时图形化显示；通过触摸屏实现永磁同步电机运行状态的设置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于WinCE操作系统的集永磁同步电机运行状态监测和控制一体化设计方法，包括：驱动控制器、触摸屏、永磁同步电机、电源模块。驱动控制器根据电机运行时的电流和转速，通过SVPWM控制功率开关管的开通和关断，实现对永磁同步电机的控制；触摸屏用于电机运行状态的设置及显示；永磁同步电机运行参数如电流、转速等经过信号调理电路之后反馈到驱动控制器，借助于触摸屏进行实时显示。

所述的驱动控制器由控制电路和驱动电路两部分组成。控制电路以ARM芯片作为CPU。驱动电路采用三相全控桥，将直流母线电压变换成三相交流电，给永磁同步电机的定子供电，使得电机具有宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应等良好性能。

所述的ARM运行WinCE操作系统。该操作系统是一种具有开放、可裁剪等特性的实时嵌入式窗口操作系统，与个人计算机使用的Windows操作系统差异不大，图形化显示程度高，便于操作人员的接受。

所述的电机运行参数，包括电机的当前转速、相电流等能够测量的参数。图形化的永磁同步电机运行参数监测，通过WinCE操作系统下开发相应的图形化显示软件实现。

所述的电机运行状态改变，通过WinCE操作系统下开发相应的软件，接收由触摸屏输入的状态改变信息。