一種用于抽水機上的srm電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電動機領域，具體涉及一種用于抽水機上的SRM電機。
【背景技術】
[0002]目前，市場上出現的離心式抽水機，其基本工作原理是:異步電機帶動葉輪高速旋轉，同時，水在葉片的帶動下以渦狀形式快速旋轉，由于離心力的存在，水渦被高速旋轉的葉輪甩離至抽水機軸后方，葉輪處形成真空狀態(tài)，在大氣壓的作用下，水源源不斷地補充，從而形成連續(xù)的抽水狀態(tài)。因此，在抽水機中，電機與葉輪是整個裝置的核心部件。然而，傳統(tǒng)異步電機起動轉矩小，起動電流大，嚴重影響了抽水機的起動速度；傳統(tǒng)抽水機采用柴油或外部動力作為供給能量，不僅驅動復雜，而且還耗費大量柴油，造成環(huán)境污染、資源浪費，提高了使用成本。
[0003]針對以上情況，本文設計了一種基于四相8/6式開關磁阻電機(SRM)的抽水機葉輪控制系統(tǒng)。SRM采用電力驅動，起動轉矩大、起動電流小、市能供電，能很好彌補異步電機的不足，滿足葉輪高速旋轉的各種要求。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種用于抽水機上的SRM電機，以實現抽水機葉輪控制系統(tǒng)的無極調速。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0006]一種用于抽水機上的SRM電機，其特征在于:包括320F2812PGFA主控制器，所述320F2812PGFA主控制器上連接有供電模塊、驅動模塊、控制模塊、顯示模塊和檢測模塊；所述供電模塊包括帶中心抽頭的變壓器和橋式整流電路；所述驅動模塊包括H橋驅動電路；所述控制模塊采用DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，外環(huán)是轉速反饋環(huán)，內含轉速調節(jié)器，可減少轉矩脈動，降低運行噪音；所述顯示模塊包括液晶與按鍵電路和保護電路；所述檢測模塊包括位置檢測器和電流檢測器。
[0007]本實用新型的工作原理是:SRM轉子上無繞組和換向器，定子凸極上接有線圈并順序接通，接通相序的定、轉子之間產生磁通，而電機旋轉的實現遵循了磁阻最小原理，即轉子總是沿著磁阻最小的方向旋轉，轉子根據四相導通順序的不同，實現正、反轉運行。220V交流市電經不同變比的變壓器和橋式整流電路變?yōu)楣┛刂齐娐肥褂玫?V直流電和SRM電機使用的220V交流電，320F2812PGFA主控制器采用DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)控制整個電路，并實時檢測位置檢測器捕獲的轉子位置和電流檢測器檢測到的相電流，該信號經主控制器數字處理和邏輯判斷后，使SRM電機的轉子轉矩和磁鏈按照預定值運行，從而可以精確控制葉輪的轉速和旋轉時刻。
[0008]本實用新型與現有技術相比的有益效果體現在:
[0009]本實用新型采用TI公司推出的型號為320F2812PGFA的高性能電機專用控制芯片作為主控制器，提高了控制精度，縮短了響應時間；采用帶中心抽頭的變壓器和橋式整流電路，平緩負載所需電壓波形，實現了 5V直流電和220V交流電的雙重輸出；采用H橋驅動電路，換相精準，采用MOSFET開關管，導通與關斷時刻精確；采用DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，不僅可以減少轉矩脈動，降低運行噪音，而且還可以提高電機控制精度，增加調速范圍；采用液晶與按鍵電路，便于讀取轉子轉速和按鍵控制；采用型號為F5AL250V的柱狀保險絲，可以防止短路時對器件的損壞；采用位置檢測器和電流檢測器，有利于主控制器實時檢測轉子位置和相電流大小。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的葉輪控制系統(tǒng)結構框圖。
[0011]圖2為本實用新型的供電及驅動電路圖
[0012]圖3為本實用新型的DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型做詳細的說明:
[0014]如圖1所示，一種用于抽水機上的SRM電機，包括320F2812PGFA主控制器，所述320F2812PGFA主控制器上連接有供電模塊、驅動模塊、控制模塊、顯示模塊和檢測模塊；所述供電模塊包括帶中心抽頭的變壓器和橋式整流電路，變壓器可產生約220V交流電和約3.5V交流電，3.5V交流電再經過整流濾波電路變?yōu)?V直流電；所述驅動模塊包括H橋驅動電路，所述H橋驅動電路可控制SRM轉子四相順序導通，實現正、停、反轉運行；所述控制模塊采用DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，外環(huán)是轉速反饋環(huán)，內含轉速調節(jié)器，可減少轉矩脈動，降低運行噪音；所述顯示模塊包括液晶與按鍵電路和保護電路，所述液晶與按鍵電路采用以AT89C51為控制器的控制電路，液晶用于顯示電機轉速，按鍵便于操作；所述保護電路包括過流保護和短路保護，其中，短路保護采用型號為F5AL250V的柱狀保險絲；所述檢測模塊包括位置檢測器和電流檢測器，所述位置檢測器采用光電式位置傳感器；所述電流檢測器采用霍爾傳感器。
[0015]如圖2所示，供電及驅動模塊包括橋式整流電路和H橋驅動電路。
[0016]其中，橋式整流電路包括帶中心抽頭的變壓器Tr和整流濾波電路。在SRM調速系統(tǒng)中，電機控制電路需5V直流電壓驅動，而電機本身運行需要220V交流電。因此，為了滿足整個系統(tǒng)的供電需求，設計出了一種帶中心抽頭的變壓器Tr。根據變比的不同，Tr結構分為約220V交流供電和約3.5V交流供電兩部分電路。變壓器經220:3.5的變比降壓之后，將3.5V交流電送至橋式整流電路，D1' D 4為四個接成電橋形式的整流二極管，由于交流電壓正負交替變化，二極管按照D1D3' D2D4的順序依次導通，從而將正弦交流電壓波形的負半軸整流為正半軸。并聯(lián)電容器C為濾波電容，可濾除諧波，只留下電壓波形峰值。
[0017]H橋驅動電路如圖2右上部分所示。C1為濾波電容，R i為保護電阻，當斷電時可提供回路。A、B、C、D為開關磁阻電機的四相繞組，VA、VB、VC、VD為MOS管，VD廣VD4S四只續(xù)流二極管，主控制器發(fā)出控制指令，電機定子線圈按照AB-BC-⑶-DA-AB順序依次導通。若Va和V B同時導通，接通順序為V A—A—B—Vb;若V A關斷，V V。導通，接通順序為V c—C-B—VB。A相電流通過續(xù)流二極管VDjP VD 2實現能量回饋。由于，SRM定子凸極上接有線圈并按此順序接通，接通相序的定、轉子之間產生磁通，而電機旋轉的實現遵循了磁阻最小原理，即轉子總是沿著磁阻最小的方向旋轉，轉子根據四相導通順序的不同，實現正、反轉運行。
[0018]如圖3所示，DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖，外環(huán)是轉速反饋環(huán)，內含轉速調節(jié)器，主要用于調節(jié)電機轉矩以達到預定轉矩T* ;內環(huán)采用磁鏈反饋環(huán)，電機的實際轉矩T可作為測量磁鏈的參考值。轉矩誤差AT和磁鏈誤差Λ Φ在滯環(huán)比較器中分別進行滯環(huán)比較，經查表得出的電壓矢量值作為H橋控制電路的電壓輸入值，進而可以實現SRM的直接轉矩控制。
[0019]由于DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過直接控制電機轉矩和磁鏈來減少電機輸出轉矩的，因此，該控制系統(tǒng)不僅可以減少轉矩脈動，降低運行噪音，而且還可以提高電機控制精度，增加調速范圍。
【主權項】
1.一種用于抽水機上的SRM電機，其特征在于:包括320F2812PGFA主控制器，所述320F2812PGFA主控制器上連接有供電模塊、驅動模塊、控制模塊、顯示模塊和檢測模塊；所述供電模塊包括帶中心抽頭的變壓器和橋式整流電路；所述驅動模塊包括H橋驅動電路；所述控制模塊采用DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，外環(huán)是轉速反饋環(huán)，內含轉速調節(jié)器，可減少轉矩脈動，降低運行噪音；所述顯示模塊包括液晶與按鍵電路和保護電路；所述檢測模塊包括位置檢測器和電流檢測器。
2.根據權利要求1所述的一種用于抽水機上的SRM電機，其特征在于:所述橋式整流電路包括電源變壓器Tr和整流濾波電路，所述H橋驅動電路可控制SRM轉子四相順序導通，實現正、停、反轉運行。
3.根據權利要求1所述的一種用于抽水機上的SRM電機，其特征在于:所述液晶與按鍵電路采用以AT89C51為控制器的控制電路，液晶用于顯示電機轉速，按鍵便于操作；所述保護電路包括過流保護和短路保護，其中，短路保護采用型號為F5AL250V的柱狀保險絲。
4.根據權利要求1所述的一種用于抽水機上的SRM電機，其特征在于:所述位置檢測器采用光電式位置傳感器；所述電流檢測器采用霍爾傳感器。
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于抽水機上的SRM電機，屬于電動機領域，包括320F2812PGFA主控制器，所述主控制器上連接有供電模塊、驅動模塊、控制模塊、顯示模塊和檢測模塊；所述供電模塊包括帶中心軸頭的變壓器和橋式整流電路；所述驅動模塊包括H橋驅動電路；所述控制模塊采用DTC雙閉環(huán)控制系統(tǒng)；所述顯示模塊包括液晶與按鍵電路和保護電路；所述保護電路包括短路保護，采用型號為F5AL250V的柱狀保險絲；所述檢測模塊包括位置檢測器和電流檢測器，所述位置檢測器采用光電式位置傳感器；所述電流檢測器采用霍爾傳感器。本實用新型在現場測試中，葉輪可正反轉、高低速平穩(wěn)運行，實現了SRM的無極調速和免維護運行。
【IPC分類】H02P6-10, F04D15-00
【公開號】CN204349848
【申請?zhí)枴緾N201520035197
【發(fā)明人】張貴生, 黃友銳, 朱艷娜, 喬國通
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月19日