CN203179363U - 基于dsp的开关磁阻电机教学实验系统 - Google Patents
基于dsp的开关磁阻电机教学实验系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203179363U CN203179363U CN 201320163353 CN201320163353U CN203179363U CN 203179363 U CN203179363 U CN 203179363U CN 201320163353 CN201320163353 CN 201320163353 CN 201320163353 U CN201320163353 U CN 201320163353U CN 203179363 U CN203179363 U CN 203179363U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dsp
- switched reluctance
- reluctance machines
- srm
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，包括PC机、DSP、驱动隔离电路、功率变换器、开关磁阻电机、位置检测电路、电流检测调理电路、电源管理电路。DSP作为下位机实现开关磁阻电机系统全数字控制，PC机作为上位机实现虚拟仪器功能和控制平台功能，上位机通过串行通讯接口和下位机通讯，控制下位机系统运行。利用该实验系统，学习者在PC机上可方便的对开关磁阻电机调速系统进行控制方式选取和参数设置，对其在不同控制模式下的运行性能进行比较，从而对开关磁阻电机调速系统有更深入、直观地了解，对提高实验效率和提高研究水平效果明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教学实验系统，特别涉及一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统。
背景技术
开关磁阻电机(SRM)是近年来发展起来的一种新型机电一体化调速系统，以其优良的技术性能、较高的经济指标日益成为直流调速和普通交流调速的有力竞争者，并引起业内学者的广泛的重视，也是大专院校“微特电机”课程重点讲解的内容。但是，目前的开关磁阻电机调速应用系统，都已经在设计之初就优化并确定了各应用参数，将其引入实际教学中，因为控制器整体封装，故无法对系统运行时的各参数进行直观的观测，而且一般不能对其控制参数进行所需的改变，这就使得在教学实验中，无法让学习者对开关磁阻电机调速系统进行控制方式选取及各种控制参数设置，并对其在不同参数下的运行性能进行比较，从而无法对开关磁阻电机调速系统有深入、直观地了解。为了提高实验教学水平，加深学习者对开关磁阻电机调速系统的认识，开发高性能的开关磁阻电机教学实验系统就显得十分必要。
发明内容
本实用新型针对现有开关磁阻电机教学实验系统存在的问题，提出了一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统。利用该实验系统，学习者可以方便的在PC机上对开关磁阻电机调速系统进行控制方式选取及参数设置，控制开关磁阻电机运行，并对开关磁阻电机调速系统在不同参数下的运行性能进行比较，从而对开关磁阻电机调速系统有更深入、直观地了解，对提高实验效率和提高研究水平效果明显。
本实用新型的技术方案为：一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，包括PC机、DSP、驱动隔离电路、功率变换器、开关磁阻电机、位置检测电路、电流检测调理电路、电源管理电路，其特征在于：PC机与DSP相连接，DSP的输出端与驱动隔离电路连接，驱动隔离电路的输出接功率变换器，功率变换器的保护信号与DSP连接，同时功率变换器的输出接开关磁阻电机，开关磁阻电机的输出分别通过位置检测电路、电流检测调理电路与DSP连接，电源管理电路分别与DSP、功率变换器连接。
在上述的技术方案中，PC机和DSP采用串行通信接口实现双向通信，串行通信协议为RS-232标准。PC机作为上位机，对该教学实验系统进行控制方式选取和参数设置，通过串行通信接口，向DSP发送运行模式、控制参数、数据采集类型；同时，PC机接收DSP发送的电机转速、扭矩、电流、位置，完成数据的采集、存储和图形显示，实现虚拟仪器的功能。DSP作为下位机，根据上位机给定的控制方式及控制参数要求，运行相应的系统控制程序，输出驱动开关磁阻电机功率变换器的开通关断信号，实现电机控制，从而实现对开关磁阻电机在采用不同控制模式下的电机运行性能的比较。
所述的功率变换器采用智能功率模块(IPM)，型号为日本三菱公司的PM25RLA120，DSP采用美国TI公司的TMS320F2812芯片。
所述的PC机作为上位机包括：上位机通信处理模块，操作平台模块，控制参数设置模块，数据处理模块；其中：上位机通信处理模块用于实现它与下位机按照制定的数据传输协议和串行通信协议进行协同工作，操作平台模块用于实现系统状态显示、控制命令输入、以及操作平台参数设计，控制参数设置模块，用于实现控制方式的选择、以及在各种控制方式下控制参数的选取设定，数据处理模块，用于实现虚拟仪器的图形显示功能。
所述的DSP作为下位机主要实现控制方式选择，控制策略实现，转子位置检测，电机速度估算，脉冲宽度调制（PWM）控制，数据采集及通信设计，保护模块处理功能。
所述的上位机PC机和下位机DSP之间采用MAX232芯片实现DSP与PC机的RS-232标准接口通信，上位机PC机向下位机DSP发送运行模式、控制参数、数据采集类型，下位机DSP向上位机PC机发送系统运行状态、数据采集内容。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，有利于学习者更深入、直观地了解开关磁阻电机调速系统，对提高实验效率和提高研究水平效果明显。可以作为本科生相关课程的实验设备以及课程设计、毕业设计的实验平台，同时也可以为研究生进行相关领域的研究创造条件。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型的DSP与PC机串行通信接口硬件电路图。
图3是本实用新型的上位机PC机操作界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统作进一步说明。
在图1中，本实施例是由PC机、DSP、驱动隔离电路、功率变换器、开关磁阻电机、位置检测电路、电流检测调理电路、电源管理电路，其特征在于：PC机与DSP相连接，DSP的输出端与驱动隔离电路连接，驱动隔离电路的输出接功率变换器，功率变换器的保护信号与DSP连接，同时功率变换器的输出接开关磁阻电机，开关磁阻电机的输出分别通过位置检测电路、电流检测调理电路与DSP连接，电源管理电路分别与DSP、功率变换器连接。在本实施例中，PC机和DSP采用串行通信接口实现双向通信，串行通信协议为RS-232标准。PC机作为上位机，对该教学实验系统进行控制方式选取和参数设置，通过串行通信接口，向DSP发送运行模式、控制参数，数据采集类型；同时，PC机接收DSP发送的电机转速、扭矩、电流、位置，完成数据的采集、存储和图形显示，实现虚拟仪器的功能。DSP作为下位机，根据上位机给定的控制方式及控制参数要求，运行相应的系统控制程序，输出驱动开关磁阻电机功率变换器的开通关断信号，实现电机控制，从而实现对开关磁阻电机在采用不同控制模式下的电机运行性能的比较。
图2为本实用新型的DSP与PC机串行通信接口硬件电路图，串行通信协议为RS-232标准。由于DSP支持的是TTL电平，而PC机的RS232通信端口的电气特性所规定的高电平是-15~ -3V，低电平是3~ 15V，两者不兼容，因此需要在DSP的TTL电平与RS232电平之间进行转换，本设计中采用驱动电路MAX232芯片来完成这一功能。MAX232芯片的C1+和C1-引脚接电容C1，C2+和C2-引脚接电容C2，V+和V-引脚分别接电容C3和C4后接地，MAX232芯片的R1OUT引脚输出连接DSP的串行接收端口SCI RXD，T1OUT引脚输出连接PC机RS-232串口的接收端RXD，DSP的串行输出端口SCI TXD连接MAX232芯片的T1IN引脚，PC机RS-232串口的输出端TXD连接MAX232芯片的R1IN引脚，PC机的GND接地。
图3为本实用新型的上位机PC机操作界面示意图，学生首先进入主界面，选择开关磁阻电机的控制方式，并进行相应的参数设置，参数设置有速度给定、导通关断角选取、斩波率、占空比、PI参数选取，参数设置好后，启动开关磁阻电机运行，开始实验。在实验过程中，可以进入过程监控界面，查看系统运行参数、系统运行状态、系统故障状态以及串口通信状态；也可以进入虚拟仪器界面，选择查看电机转速、扭矩、电流、位置的实时曲线，可动态调整速度给定，查看上述信号的改变情况，也可将当前的实时曲线保存成图形文件存储；实验完成后，学生退出系统即可。
Claims (4)
1.一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，包括PC机、DSP、驱动隔离电路、功率变换器、开关磁阻电机、位置检测电路、电流检测调理电路、电源管理电路，其特征在于：PC机与DSP相连接，DSP的输出端与驱动隔离电路连接，驱动隔离电路的输出接功率变换器，功率变换器的保护信号与DSP连接，同时功率变换器的输出接开关磁阻电机，开关磁阻电机的输出分别通过位置检测电路、电流检测调理电路与DSP连接，电源管理电路分别与DSP、功率变换器连接。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，其特征在于：所述的DSP采用的芯片的型号为TMS320F2812，功率变换器型号为PM25RLA120。
3.根据权利要求1所述的基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，其特征在于，所述的PC机作为上位机包括：上位机通信处理模块，操作平台模块，控制参数设置模块，数据处理模块；其中：上位机通信处理模块用于实现它与下位机按照制定的数据传输协议和串行通信协议进行协同工作，操作平台模块用于实现系统状态显示、控制命令输入、以及操作平台参数设计，控制参数设置模块用于实现控制方式的选择、以及在各种控制方式下控制参数的选取设定，数据处理模块用于实现虚拟仪器的图形显示功能。
4.根据权利要求1所述的基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，其特征在于：所述的PC机作为上位机，和，所述的DSP作为下位机，之间采用MAX232芯片实现DSP与PC机的RS-232标准接口通信，上位机PC机向下位机DSP发送运行模式、控制参数、数据采集类型，下位机DSP向上位机PC机发送系统运行状态、数据采集内容；所述的MAX232芯片的C1+和C1-引脚接电容C1，C2+和C2-引脚接电容C2，V+和V-引脚分别接电容C3和C4后接地；MAX232芯片的R1OUT引脚输出连接DSP的串行接收端口SCI RXD，T1OUT引脚输出连接PC机RS-232串口的接收端RXD；DSP的串行输出端口SCI TXD连接MAX232芯片的T1IN引脚，PC机RS-232串口的输出端TXD连接MAX232芯片的R1IN引脚，PC机的GND接地。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320163353 CN203179363U (zh) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | 基于dsp的开关磁阻电机教学实验系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320163353 CN203179363U (zh) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | 基于dsp的开关磁阻电机教学实验系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203179363U true CN203179363U (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=49076032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201320163353 Expired - Fee Related CN203179363U (zh) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | 基于dsp的开关磁阻电机教学实验系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203179363U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106652687A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-10 | 东北大学 | 一种便携式计算机控制实验系统 |
| CN114677868A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-28 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种装备维修训练系统 |
| CN114694443A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-07-01 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种装备维修训练平台 |
-
2013
- 2013-04-03 CN CN 201320163353 patent/CN203179363U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106652687A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-10 | 东北大学 | 一种便携式计算机控制实验系统 |
| CN114677868A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-28 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种装备维修训练系统 |
| CN114694443A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-07-01 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种装备维修训练平台 |
| CN114694443B (zh) * | 2022-03-11 | 2023-08-15 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种装备维修训练平台 |
| CN114677868B (zh) * | 2022-03-11 | 2023-08-15 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种装备维修训练系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103309251B (zh) | 一种实现高效控制的电器控制系统及其信号转换板 | |
| CN102383454B (zh) | 一种挖掘机电喷柴油机油门控制装置及方法 | |
| CN204229213U (zh) | 一种多轴联动伺服控制系统 | |
| CN102969950B (zh) | 一种分层多核结构的电机控制器 | |
| CN203179363U (zh) | 基于dsp的开关磁阻电机教学实验系统 | |
| CN105375849A (zh) | 一种实现永磁同步电机变频软启动及并网控制的三电平电路板 | |
| CN205176527U (zh) | 一种多轮独立驱动机器人控制器 | |
| CN202634350U (zh) | 一种适用于鱿鱼钓机的控制电路 | |
| CN202837963U (zh) | 基于多总线架构的圆纬机编织机构控制装置 | |
| CN206135675U (zh) | 一种数字舵机 | |
| CN201134782Y (zh) | 电机调速系统 | |
| CN201719826U (zh) | 基于dsp2407微处理器控制的足球机器人装置 | |
| CN201717820U (zh) | 冗余驱动系统中力矩均衡控制器 | |
| CN110912492A (zh) | 一种低压交流伺服电机驱动装置 | |
| CN201896024U (zh) | 永磁同步门机控制器 | |
| CN102748315B (zh) | 一种风机过滤器单元用直流无刷风机控制器的控制方法 | |
| CN202694070U (zh) | 用于气动打标机的一体化控制系统 | |
| CN207718202U (zh) | 一种基于智能转接板的ecm控制系统 | |
| CN202900426U (zh) | 电控发动机的辅助油门控制装置 | |
| CN202643017U (zh) | 一种一体化高效节能驱动装置 | |
| CN101895243A (zh) | 冗余驱动系统中力矩均衡控制器 | |
| CN203104361U (zh) | 一种用于amt控制器的电机驱动电路 | |
| CN102622937A (zh) | 一种机器人示教器 | |
| CN203135790U (zh) | 吸油烟机风机的自动调压系统 | |
| CN208311610U (zh) | 一种风阀执行控制器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130904 Termination date: 20160403 |