CN202998001U

CN202998001U - 一种电机调试系统

Info

Publication number: CN202998001U
Application number: CN2012207114461U
Authority: CN
Inventors: 游林儒; 文小琴; 黄招彬; 李继平
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-12-20

Abstract

本实用新型公开了一种电机调试系统，包括计算机、电机驱动部分和串口通信转换部分，包括计算机、电机驱动部分和串口通信转换部分，所述电机驱动部分包括DSP控制模块、整流模块、IGBT逆变模块、开关电源模块、驱动模块、过流过压过温保护模块。本实用新型不仅可以采集实际的电压、电流及转速等信号，而且可以采集内部控制变量。

Description

一种电机调试系统

技术领域

本实用新型涉及电机控制领域，特别涉及一种电机调试系统。

背景技术

传统的电机调试系统主要采用传统的测试仪表，采集电压、电流、功率、转速、转矩等数据，通过人工读数、记录数据、绘制曲线等，测控速度慢、数据不准确、数据处理和分析复杂，而且同时测量多路信号进行图形对比尤其困难。

目前开发出的很多电机调试平台，均存在如下问题：

（1）只能满足特定用户的需求，如西门子公司开发的传动设备现场调试工具Starter和Drivemonitor，只能用于特定场合；

（2）多采用RS232、RS485、USB等通信方式，而电机多应用在环境恶劣的工程现场，难以满足其高抗干扰性和实时性的要求；

（3）这些调试平台都只能起到数据采集的作用，只能对采集的实际电压、电流和转速信号进行分析处理。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足,本实用新型的目的在于提供一种电机调试系统，不仅可以采集实际的电压、电流及转速等信号，而且可以采集内部控制变量。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种电机调试系统，包括计算机、电机驱动部分和串口通信转换部分,所述电机驱动部分包括DSP控制模块、整流模块、IGBT逆变模块、开关电源模块、驱动模块、过流过压过温保护模块，所述整流模块经过IGBT逆变模块与电机连接，所述整流模块经过开关电源模块与DSP控制模块连接；所述驱动模块分别于IGBT逆变模块、DSP控制模块连接，所述过流过压过温保护模块与DSP控制模块连接。

所述串口通信转换部分包括数据收发芯片、CAN采集卡，所述数据收发芯片分别连接DSP控制模块和CAN采集卡，所述CAN采集卡还与计算机连接。

所述数据收发芯片为PCA82C250。

所述CAN采集卡为CAN采集卡为USBCAN-II。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

（1）本实用新型采用的电机驱动部分不仅可以通过DSP控制模块的ADC模块采集实际的电压、电流及转速等信号，而且可以通过串口通信转换部分发送内部控制变量到计算机。

（2）本实用新型的计算机上安装有LabVIEW软件，利用LabVIEW强大的数据分析能力和数据可视化处理功能，结合先进的数字信号处理技术，对USBCAN-II接口卡发送来的数据进行分析、处理，实时显示电机运行状态，使调试人员随时了解电机控制系统内部各控制变量的实时变化情况，从而快速把握电机的实际运行状况，方便对电机进一步控制；调试过程中可以同时采集多路信号，进行对比分析，观察控制效果；在电机运行出现故障时，能快速判断出是由哪个变量异常引起的，方便进行故障诊断。

（3）本实用新型的串口通信转换部分有较高的通信速率和较强的抗干扰能力，可以作为现场总线应用于电磁噪声比较大的场合。

附图说明

图1为本实用新型的电机调试系统组成示意图。

图2为电机驱动部分组成示意图。

图3为串口通信转换部分组成示意图。

图4为有速度传感器的异步电机矢量控制系统。

图5为利用本实用新型实现如图4所示的控制系统，得到的不同PID参数下电机启动过程中给定转速和反馈转速曲线（当K_P=8，K_i=0时）。

图6为利用本实用新型实现如图4所示的控制系统时，得到的不同PID参数下电机启动过程中给定转速和反馈转速曲线（当K_P=8，K_i=0.0012时）。

图7为利用本实用新型实现如图4所示的控制系统，得到的给定磁链角和估算磁链角曲线。

图8为无速度传感器的异步电机矢量控制系统。

图9为利用本实用新型实现如图8所示的控制系统，磁链α、β分量和估算磁链角曲线。

图10为利用本实用新型实现如图8所示的控制系统，得到的电机启动过程中转速跟踪曲线、定子电流转矩分量和励磁分量的给定值及反馈值的曲线。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型的电机调试系统,包括计算机（安装有LabVIEW软件）、电机驱动部分和串口通信转换部分,如图2所示，所述电机驱动部分包括DSP控制模块、整流模块、IGBT驱动模块、逆变模块、开关电源模块、过流过压过温保护模块，所述整流模块经过逆变模块与电机连接，所述整流模块经过开关电源模块与DSP控制模块连接；所述IGBT驱动模块分别与逆变模块、DSP控制模块连接，所述过流过压过温保护模块与DSP控制模块连接。

如图3所示，所述串口通信转换部分包括的数据收发芯片（采用PCA82C250）、CAN采集卡（采用USBCAN-II），所述数据收发芯片分别连接DSP控制模块和CAN采集卡，所述CAN采集卡还与计算机连接。

本实用新型的工作过程如下:

S1设置通信数据格式；

S2运行电机计算机中的LabVIEW程序；

S3电机驱动部分采集电机的电压、电流及转速等信号及电机内部的控制变量，通过串口通信转换部分发送到计算机；

S3计算机通过LabVIEW对串口通信转换部分发送过来的数据进行分析、处理，并实时地显示在LabVIEW前面板上。

利用本实用新型实现如图4所示的有速度传感器的异步电机矢量控制系统的调试，该系统为一个双闭环系统，外环为速度闭环，转速调节器的输出为转矩电流指令值。内环为电流闭环，通过转矩调节器和励磁调节器可以分别独立闭环控制，使得实际值能动态地跟随指令值。得到不同PID参数下电机启动过程中给定转速和反馈转速曲线如图5、图6所示。在PID参数调整过程中，可实时地看到反馈转速跟随给定转速的情况，这样可以确定所整定的参数是否合适。得到的给定磁链角和估算磁链角曲线如图7所示，给定磁链角为软件模拟生成的锯齿波，估算磁链角为采用磁链观测算法得到的。由图中所示给定磁链角曲线与估算磁链角曲线平行，且基本重合，可知磁链角估算准确，可以进行下一步控制。

利用本实用新型实现如图8所示的无速度传感器的异步电机矢量控制系统的调试，系统采用模型参考自适应法进行磁链辨识，辨识所得磁链用于转速估算。得到的估算转子磁链角曲线及磁链α、β分量如图9所示。得到的电机启动过程中转速跟踪曲线、定子电流转矩分量和励磁分量的给定值及反馈值的曲线如图10所示。从图中可观察到电机启动过程中各变量的实时跟踪效果良好，可知电机启动正常。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电机调试系统，包括计算机、电机驱动部分和串口通信转换部分，其特征在于，所述电机驱动部分包括DSP控制模块、整流模块、IGBT驱动模块、逆变模块、开关电源模块、过流过压过温保护模块，所述整流模块经过逆变模块与电机连接，所述整流模块经过开关电源模块与DSP控制模块连接；所述IGBT驱动模块分别与逆变模块、DSP控制模块连接，所述过流过压过温保护模块与DSP控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机调试系统，其特征在于，所述串口通信转换部分包括数据收发芯片、CAN采集卡，所述数据收发芯片分别连接DSP控制模块和CAN采集卡，所述CAN采集卡还与计算机连接。

3.根据权利要求2所述的一种电机调试系统，其特征在于，所述数据收发芯片为PCA82C250。

4.根据权利要求2所述的一种电机调试系统，其特征在于，所述CAN采集卡为CAN采集卡为USBCAN-II。