[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

摘要

本发明涉及一种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、电机位置检测模块、电机电流检测模块、控制模块、电机驱动逆变桥、交流永磁同步电机、减速机及传动机构、道闸道杆；开关电源模块的输入端连接有电源，开关电源模块的输出端连接控制模块的供电输入端和电机驱动逆变桥的供电输入端，控制模块的信号输出端连接电机驱动逆变桥的信号输入端，电机驱动逆变桥的输出端连接交流永磁同步电机，交流永磁同步电机输出端连接减速机及传动机构，减速机及传动机构输出端连接道闸道杆。本发明采用正弦波驱动电机，转矩脉动小、速度控制更平稳精准，控制道闸杆在启动、运行、停止时的加、减速曲线平稳。

主权项

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。