一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速裝置與方法，涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，實現(xiàn)了對實際情況下的算法進行快速驗證，靈活性高且節(jié)省時間和人員的工作量。本發(fā)明包括：計算機設(shè)備(1)、邏輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、可控整流模塊(4)和數(shù)據(jù)采集模塊(5)；其中，計算機設(shè)備(1)通過可控整流模塊(4)與電機驅(qū)動控制器(3)串聯(lián)連接，數(shù)據(jù)采集模塊(5)、計算機設(shè)備(1)、邏輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、直流電機(17)依次串聯(lián)連接，直流電機(17)與數(shù)據(jù)采集模塊(5)連接。本發(fā)明適用于直流電機的數(shù)字化控制。
【專利說明】
一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制 裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直流電機是機電一體化領(lǐng)域中發(fā)展出的重要產(chǎn)品，各大科研機構(gòu)和技術(shù)公司都針 對直流電機控制方案進行了大量的研究，其研究方式不外乎兩種：
[0003] -是在專用的仿真軟件環(huán)境下下構(gòu)建直流電機的本體模型和控制模型，在該模型 中進行控制算法的實現(xiàn)、參數(shù)尋優(yōu)等理論模擬仿真。但通過仿真軟件僅能夠從理論算法上 驗證控制方案的可行性，且通常都是理想情況下的模擬仿真，無法將處理結(jié)果實時的應(yīng)用 到真實的直流電機的控制中去。
[0004] 二是利用專門的電機控制芯片設(shè)計相應(yīng)的控制器，從而實現(xiàn)對直流電機的控制。 這種方法是基于專用芯片的控制系統(tǒng)，能夠一定程度上滿足真實環(huán)境的實驗需求，但是在 實驗中針對算法及算法參數(shù)的修改和負載的調(diào)整需要耗費研究人員巨大的時間和精力，且 成本較高，靈活性差且難以對實際情況下的算法進行快速驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實施例提供一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制裝置及控制方法，實 現(xiàn)了對實際情況下的算法進行快速驗證，靈活性高且節(jié)省時間和人員的工作量。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制裝置，包括:計算機設(shè)備（1)、邏輯保護電 路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、可控整流模塊(4)和數(shù)據(jù)采集模塊(5);其中，計算機設(shè)備（1)通 過可控整流模塊(4)與電機驅(qū)動控制器(3)串聯(lián)連接，數(shù)據(jù)采集模塊(5)、計算機設(shè)備（1)、邏 輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、直流電機(17)依次串聯(lián)連接，直流電機(17)與數(shù)據(jù)采 集模塊(5)連接；
[0008] 邏輯保護電路（2)由邏輯芯片和連接所述邏輯芯片的外圍電路組成，用于在向后 續(xù)IPM模塊發(fā)送的控制信號時，觸發(fā)同一橋臂的上下橋臂中的其中一個導通；
[0009] 電機驅(qū)動控制器(3)由光電隔離模塊(7 )、功率芯片供電模塊(8 )、功率驅(qū)動模塊
[9] 、保護電路模塊(13)組成;其中，光電隔離模塊(7)、功率芯片供電模塊(8)和保護電路模 塊(13)均與功率驅(qū)動模塊(9)相連，功率驅(qū)動模塊(9)與直流電機(17)相連，計算機設(shè)備（1) 通過邏輯保護模塊(2)連接光電隔離模塊(7);
[0010] 可控整流模塊(4)由高壓供電模塊(6 )、單相橋式半控整流電路（14)和觸發(fā)電路 (15)組成；
[0011] 數(shù)據(jù)采集模塊(5)包括編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)、電壓測量模塊(12)和 同步信號采集模塊（16)，其中，編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)和電壓測量模塊（12)均 分別連接試驗用直流電機（17)和計算機設(shè)備（1)，同步信號采集模塊（16)同時連接高壓供 電模塊(6)和計算機設(shè)備(1)。
[0012] -種基于上述數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制裝置的控制方法，所述方法包 括:通過數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊(6)的同步信號U、直流電機轉(zhuǎn)子的實測速度w 和直流電機霍爾信號dl、d2、d3;并根據(jù)同步信號U進行過零檢測，并得到正/負過零信號；同 時計算得到誤差e = wrrf-W，其中Wre5f為直流電機轉(zhuǎn)子的參考速度，并進行速度環(huán)PI運算，得 至個定的移相控制量0= ~fH_心
[0013] 通過計算機設(shè)備（1)根據(jù)所述正/負過零信號和所述固定的移相控制量0發(fā)出向可 控整流模塊(4)發(fā)送觸發(fā)信號，并由可控整流模塊(4)得到直流電機(17)的直流供電電壓；
[0014] 再根據(jù)所述霍爾信號dl、d2、d3獲取直流電機（17)的位置信息，并根據(jù)所述位置信 息得到直流電機（17)的換向信號，再將所述換向信號經(jīng)邏輯保護模塊(2)向電機驅(qū)動控制 器(3)發(fā)送。
[0015]還包括:通過數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊(6)的同步信號U、直流電機轉(zhuǎn)子 的實測速度w和直流電機霍爾信號dl、d2、d3;并根據(jù)同步信號U進行過零檢測，并得到正/負 過零信號；同時計算得到誤差e = Wrrf-W，其中Wrrf為直流電機轉(zhuǎn)子的參考速度，并進行速度 環(huán)PI運算，得到控制量輸出t.f以 (J *
[0016] 通過計算機設(shè)備（1)根據(jù)直流電機（17)的換向信號和所述控制輸出量u得到PWM控 制信號;并將所述PWM控制信號經(jīng)邏輯保護模塊(2)向電機驅(qū)動控制器(3)發(fā)送。
[0017] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制裝置及控制方法，實現(xiàn)了 直流電機快速接入，并建立閉環(huán)仿真模型，能夠?qū)崟r運行參數(shù)反饋到實時控制單元，實現(xiàn) 實際的硬件在環(huán)實驗，相對于專用DSP芯片的控制系統(tǒng)要簡單且節(jié)省時間和人員的工作量。 并可以實時控制修改算法參數(shù)，為參數(shù)尋優(yōu)、各種算法的性能比較，實現(xiàn)了對實際情況下的 算法進行快速驗證，以及控制算法的參數(shù)調(diào)節(jié)提供了方便。且可以通過調(diào)壓來調(diào)速也可通 過調(diào)節(jié)PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)來實現(xiàn)調(diào)速，靈活性高。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的 附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附 圖。
[0019] 圖1為是本發(fā)明實施例提供的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為是本發(fā)明實施例提供的裝置的細化結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為是本發(fā)明實施例提供的直流電機的調(diào)壓調(diào)速控制流程示意圖；
[0022] 圖4為是本發(fā)明實施例提供的直流電機的PWM調(diào)速控制流程示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方 式對本發(fā)明作進一步詳細描述。下文中將詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示 例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類 似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能 解釋為對本發(fā)明的限制。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形 式"一"、"一個"、"所述"和"該"也可包括復數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書 中使用的措辭"包括"是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除 存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解， 當我們稱元件被"連接"或"耦接"到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者 也可以存在中間元件。此外，這里使用的"連接"或"耦接"可以包括無線連接或耦接。這里使 用的措辭"和/或"包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。本技術(shù)領(lǐng)域 技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語)具有 與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用 字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且 除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0024] 本發(fā)明實施例提供一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制裝置，如圖1所示，包 括:計算機設(shè)備（1)、邏輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、可控整流模塊(4)和數(shù)據(jù)采集 模塊(5)。其中，計算機設(shè)備（1)通過可控整流模塊(4)與電機驅(qū)動控制器(3)串聯(lián)連接，數(shù)據(jù) 采集模塊(5)、計算機設(shè)備（1)、邏輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、直流電機（17)依次 串聯(lián)連接，直流電機(17)與數(shù)據(jù)采集模塊(5)連接。
[0025] 具體的，計算機設(shè)備（1)產(chǎn)生2路觸發(fā)控制信號通過觸發(fā)電路（15)接到單相橋式半 控整流電路(14)從而控制給直流電機供電的直流電，完成通過調(diào)壓來調(diào)速。
[0026] 進一步的，計算機設(shè)備（1)產(chǎn)生6路PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制） 信號通過6路接口接邏輯保護電路(2)后送到電機驅(qū)動控制器(3)，電機驅(qū)動控制器(3)和直 流電機(17)通過三相電源線、霍爾信號線相連，控制電機的運行，編碼器模塊（10)獲得試驗 用直流電機(17)的位置和速度信息反饋到計算機設(shè)備（1);計算機設(shè)備（1)和數(shù)據(jù)采集模塊 (5)以及邏輯保護電路(2)之間通過實時控制軟件的硬件相連，將計算機設(shè)備（1)上設(shè)置的 各控制參數(shù)傳輸給電機驅(qū)動控制器，數(shù)據(jù)采集模塊(5)同時將采集到的試驗用直流電機的 實時數(shù)據(jù)傳送給實時控制單元，形成閉環(huán)控制。邏輯保護電路(2)由邏輯芯片和連接所述邏 輯芯片的外圍電路組成，用于在向后續(xù)IPM模塊（Intelligent Power Module，智能功率模 塊)發(fā)送的控制信號時，觸發(fā)同一橋臂的上下橋臂中的其中一個導通。
[0027] 本實施例中，計算機設(shè)備（1)由運行Mat lab/Simul ink或Labview軟件環(huán)境的PC機 和(>)113118 61'或1'11平臺組成。例如：安裝(>)113118 61'公司出品的(>)1131^實時軟件和1^11：1313軟件， Matlab與QuaRC軟件包括電機控制算法的實現(xiàn)、參數(shù)設(shè)置部分和動態(tài)性能參數(shù)顯示部分；電 機控制算法的實現(xiàn)與參數(shù)設(shè)置部分用于調(diào)制控制信號PWM波形，并通過實時控制軟件輸送 到電機驅(qū)動控制器中；動態(tài)性能參數(shù)顯示部分用于顯示數(shù)據(jù)采集模塊(5)傳送過來的電機 運行動態(tài)數(shù)據(jù)，用于觀察整個系統(tǒng)的運行狀況。
[0028] 具體的，如圖2所示的，電機驅(qū)動控制器(3)由光電隔離模塊(7)、功率芯片供電模 塊(8 )、功率驅(qū)動模塊(9 )、保護電路模塊（13)組成。其中，光電隔離模塊(7 )、功率芯片供電 模塊(8)和保護電路模塊（13)均與功率驅(qū)動模塊（9)相連，功率驅(qū)動模塊（9)與直流電機 (17)相連，計算機設(shè)備(1)通過邏輯保護模塊(2)連接光電隔離模塊(7)。
[0029] 數(shù)據(jù)采集模塊(5)包括編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)、電壓測量模塊(12)和 同步信號采集模塊（16)，其中，編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)和電壓測量模塊（12)均 分別連接試驗用直流電機（17)和計算機設(shè)備（1)，同步信號采集模塊（16)同時連接高壓供 電模塊(6)和計算機設(shè)備(1)。
[0030] 具體的，如圖3所示的，可控整流模塊(4)由高壓供電模塊(6)、單相橋式半控整流 電路（14)和觸發(fā)電路（15)組成。
[0031] 本發(fā)明實施例提供的用于一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制裝置，實現(xiàn)了直 流電機快速接入，并建立閉環(huán)仿真模型，能夠?qū)崟r運行參數(shù)反饋到實時控制單元，實現(xiàn)實 際的硬件在環(huán)實驗，相對于專用DSP芯片的控制系統(tǒng)要簡單且節(jié)省時間和人員的工作量。并 可以實時控制修改算法參數(shù)，為參數(shù)尋優(yōu)、各種算法的性能比較，實現(xiàn)了對實際情況下的算 法進行快速驗證，以及控制算法的參數(shù)調(diào)節(jié)提供了方便。且可以通過調(diào)壓來調(diào)速也可通過 調(diào)節(jié)PWM來實現(xiàn)調(diào)速，靈活性高。
[0032] 在本實施例中，還提供一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制方法，該方法具體 用于上述控制裝置，該方法包括：
[0033]通過數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊(6)的同步信號U、直流電機轉(zhuǎn)子的實測 速度w和直流電機霍爾信號(11、(12、(13。并根據(jù)同步信號1]進行過零檢測，并得到正/負過零信 號。同時計算得到誤差e=w rrf-W，其中為直流電機轉(zhuǎn)子的參考速度，并進行速度環(huán)PI運 t 算屬到固定的移相控制量^&^+^^^其中&為比例系數(shù)而為積分系數(shù) 0 〇
[0034]通過計算機設(shè)備（1)根據(jù)所述正/負過零信號和所述固定的移相控制量0發(fā)出向可 控整流模塊(4)發(fā)送觸發(fā)信號，并由可控整流模塊(4)得到直流電機(17)的直流供電電壓。 [0035]再根據(jù)所述霍爾信號dl、d2、d3獲取直流電機（17)的位置信息，并根據(jù)所述位置信 息得到直流電機（17)的換向信號，再將所述換向信號經(jīng)邏輯保護模塊(2)向電機驅(qū)動控制 器(3)發(fā)送。
[0036] 例如:基于如圖3所示的流程架構(gòu)，數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊的同步信 號U、直流電機轉(zhuǎn)子實測速度w，直流電機霍爾信號dl，d2，d3,其中，還可加入電機相電流等 信號，從而在控制環(huán)中可加入電流環(huán)形成雙閉環(huán)控制;根據(jù)同步信號U進行軟件過零檢測， 發(fā)出正/負過零信號;計算誤差e = wref-W;(Wref為直流電機轉(zhuǎn)子參考速度）；進行速度環(huán)PI運 t 算，得到移相控制量輸出9 心j" 計算機設(shè)備（i)根據(jù)正/負過零信號和移相控制 量9發(fā)出觸發(fā)信號給可控整流模塊得到直流電機的直流供電電壓;計算機設(shè)備（1)根據(jù)霍爾 信號dl，d2，d3獲得直流電機的位置信息，從而得到直流電機的換向信號;換向信號由計算 機設(shè)備(1)發(fā)出，經(jīng)邏輯保護模塊(2)送至電機驅(qū)動控制器(3)從而控制直流電機的運轉(zhuǎn)。
[0037] 進一步的，本實施例中還提供一種PWM控制過程，具體包括：
[0038] 通過數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊(6)的同步信號U、直流電機轉(zhuǎn)子的實測 速度w和直流電機霍爾信號(11、(12、(13。并根據(jù)同步信號1]進行過零檢測，并得到正/負過零信 號。同時計算得到誤差e=w rrf-W，其中為直流電機轉(zhuǎn)子的參考速度，并進行速度環(huán)PI運 算，得到控制量輸出《 = +再通過計算機設(shè)備（1)根據(jù)直流電機（17)的換向信 0： 號和所述控制輸出量u得到PWM控制信號。并將所述PWM控制信號經(jīng)邏輯保護模塊(2)向電機 驅(qū)動控制器(3)發(fā)送。
[0039] 例如：如圖4所示，數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊的同步信號U、直流電機轉(zhuǎn) 子實測速度w，直流電機霍爾信號dl，d2，d3;根據(jù)同步信號U進行軟件過零檢測，發(fā)出正/負 過零信號;計算誤差e=m;( Wrrf為直流電機轉(zhuǎn)子參考速度）；進行速度環(huán)PI運算，得到控 制量輸出《 人.H十算機設(shè)備（1)根據(jù)正/負過零信號和固定的移相控制量0發(fā)出 0 觸發(fā)信號給可控整流模塊得到固定的直流電機的直流供電電壓;計算機設(shè)備（1)根據(jù)霍爾 信號dl，d2，d3獲得直流電機的位置信息，從而得到直流電機的換向信號;計算機設(shè)備（1)根 據(jù)直流電機的換向信號和控制輸出量u得到PWM控制信號;PWM控制信號經(jīng)邏輯保護模塊(2) 送至電機驅(qū)動控制器(3)從而控制直流電機的運轉(zhuǎn)。
[0040] 進一步的，在計算機設(shè)備（1)運行過程中，向屏幕輸出并顯示直流電機(17)的狀態(tài) 信息，所述狀態(tài)信息至少包括:直流電機(17)的實測速度和電機相電流。由于PC機與實時控 制軟件的操作界面都是可視化的，電機控制算法和電機動態(tài)參數(shù)都是以圖像化顯示，便于 觀察和分析。
[0041] 本發(fā)明實施例提供的一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制方法，實現(xiàn)了直流電 機快速接入，并建立閉環(huán)仿真模型，能夠?qū)崟r運行參數(shù)反饋到實時控制單元，實現(xiàn)實際的 硬件在環(huán)實驗，相對于專用DSP芯片的控制系統(tǒng)要簡單且節(jié)省時間和人員的工作量。并可以 實時控制修改算法參數(shù)，為參數(shù)尋優(yōu)、各種算法的性能比較，實現(xiàn)了對實際情況下的算法進 行快速驗證，以及控制算法的參數(shù)調(diào)節(jié)提供了方便。且可以通過調(diào)壓來調(diào)速也可通過調(diào)節(jié) PWM來實現(xiàn)調(diào)速，靈活性高。
[0042] 本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于設(shè)備實 施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例 的部分說明即可。以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于 此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替 換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范 圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速裝置，其特征在于，包括:計算機設(shè)備（1)、邏輯保 護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、可控整流模塊(4)和數(shù)據(jù)采集模塊(5);其中，計算機設(shè)備 (1)通過可控整流模塊(4)與電機驅(qū)動控制器(3)串聯(lián)連接，數(shù)據(jù)采集模塊(5)、計算機設(shè)備 (1)、邏輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、直流電機(17)依次串聯(lián)連接，直流電機(17)與 數(shù)據(jù)采集模塊(5)連接； 邏輯保護電路(2)由邏輯芯片和連接所述邏輯芯片的外圍電路組成，用于在向后續(xù)的 智能功率模塊(IPM)發(fā)送的控制信號時，觸發(fā)同一橋臂的上下橋臂中的其中一個導通； 電機驅(qū)動控制器(3)由光電隔離模塊(7 )、功率芯片供電模塊(8)、功率驅(qū)動模塊(9 )、保 護電路模塊(13)組成;其中，光電隔離模塊(7 )、功率芯片供電模塊(8)和保護電路模塊(13) 均與功率驅(qū)動模塊(9)相連，功率驅(qū)動模塊(9)與直流電機(17)相連，計算機設(shè)備（1)通過邏 輯保護模塊(2)連接光電隔離模塊(7); 可控整流模塊(4)由高壓供電模塊(6 )、單相橋式半控整流電路（14)和觸發(fā)電路（15)組 成； 數(shù)據(jù)采集模塊(5)包括編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)、電壓測量模塊（12)和同步 信號采集模塊(16)，其中，編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)和電壓測量模塊(12)均分別 連接試驗用直流電機（17)和計算機設(shè)備（1)，同步信號采集模塊（16)同時連接高壓供電模 塊(6)和計算機設(shè)備(1)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速裝置，其特征在于，計算機設(shè)備 (1)由運行Matlab/Simulink或Labview軟件環(huán)境的PC機和Quanser或NI平臺組成。3. -種數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制方法，其特征在于，所述方法用于一種控制 裝置，所述控制裝置包括:計算機設(shè)備（1)、邏輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器(3)、可控整 流模塊(4)和數(shù)據(jù)采集模塊(5);其中，計算機設(shè)備（1)通過可控整流模塊(4)與電機驅(qū)動控 制器(3)串聯(lián)連接，數(shù)據(jù)采集模塊(5)、計算機設(shè)備（1)、邏輯保護電路(2)、電機驅(qū)動控制器 (3 )、直流電機(17)依次串聯(lián)連接，直流電機(17)與數(shù)據(jù)采集模塊(5)連接； 所述方法包括： 通過數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊(6)的同步信號U、直流電機轉(zhuǎn)子的實測速度w 和直流電機霍爾信號dl、d2、d3;并根據(jù)同步信號U進行過零檢測，并得到正/負過零信號；同 時計算得到誤差e = wrrf-w，其中Wre3f為直流電機轉(zhuǎn)子的參考速度，并進行速度環(huán)PI運算，得 到固定的移相控制I其中ΚΡ為比例系數(shù)，K:為積分系數(shù)； 9 通過計算機設(shè)備（1)根據(jù)所述正/負過零信號和所述固定的移相控制量Θ發(fā)出向可控整 流模塊(4)發(fā)送觸發(fā)信號，并由可控整流模塊(4)得到直流電機(17)的直流供電電壓； 再根據(jù)所述霍爾信號dl、d2、d3獲取直流電機（17)的位置信息，并根據(jù)所述位置信息得 到直流電機(17)的換向信號，再將所述換向信號經(jīng)邏輯保護模塊(2)向電機驅(qū)動控制器(3) 發(fā)送。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制方法，其特征在于： 計算機設(shè)備（1)由運行Matlab/Simulink或Labview軟件環(huán)境的PC機和Quanser或NI平 臺組成； 邏輯保護電路(2)由邏輯芯片和連接所述邏輯芯片的外圍電路組成，用于在向后續(xù)智 能功率模塊發(fā)送的控制信號時，觸發(fā)同一橋臂的上下橋臂中的其中一個導通； 電機驅(qū)動控制器(3)由光電隔離模塊(7 )、功率芯片供電模塊(8)、功率驅(qū)動模塊(9 )、保 護電路模塊(13)組成，其中，光電隔離模塊(7 )、功率芯片供電模塊(8)和保護電路模塊(13) 均與功率驅(qū)動模塊(9)相連，功率驅(qū)動模塊(9)與直流電機(17)相連，計算機設(shè)備（1)通過邏 輯保護模塊(2)連接光電隔離模塊(7); 可控整流模塊(4)由高壓供電模塊(6 )、單相橋式半控整流電路（14)和觸發(fā)電路（15)組 成； 數(shù)據(jù)采集模塊(5)包括編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)、電壓測量模塊（12)和同步 信號采集模塊(16)，其中，編碼器模塊(10)、電流測量模塊(11)和電壓測量模塊(12)均分別 連接試驗用直流電機（17)和計算機設(shè)備（1)，同步信號采集模塊（16)同時連接高壓供電模 塊(6)和計算機設(shè)備(1)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制方法，其特征在于： 通過數(shù)據(jù)采集模塊(5)采集高壓供電模塊(6)的同步信號U、直流電機轉(zhuǎn)子的實測速度w 和直流電機霍爾信號dl、d2、d3;并根據(jù)同步信號U進行過零檢測，并得到正/負過零信號；同 時計算得到誤差e = wrrf-w，其中Wre3f為直流電機轉(zhuǎn)子的參考速度，并進行速度環(huán)PI運算，得 到控制量輸吐通過計算機設(shè)備（1)根據(jù)直流電機（17)的換向信號和所述控制輸出量u得到脈沖寬度 調(diào)制(PWM)控制信號；并將所述HVM控制信號經(jīng)邏輯保護模塊(2)向電機驅(qū)動控制器(3)發(fā) 送。6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5中任意一項所述的數(shù)字化晶閘管直流電動機調(diào)速控制方法，其特 征在于，在計算機設(shè)備（1)運行過程中，向屏幕輸出并顯示直流電機（17)的狀態(tài)信息，所述 狀態(tài)信息至少包括:直流電機(17)的實測速度和電機相電流。
【文檔編號】H02P7/00GK105958878SQ201610474190
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】黃家才, 張玎橙, 李海彬, 劉宇
【申請人】南京工程學院