CN203482125U - 一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,包括输出力矩牵引轨道车的永磁同步电机,所述永磁同步电机与控制其三相绕组通断电的三相逆变器连接,所述三相逆变器分别与给其供电的蓄电池、输出驱动信号给其的驱动单元连接,所述驱动单元与输出控制信号给其的控制单元连接,所述控制单元与输出给定的速度大小、启动、停车、正反转信号给其的信号输入单元连接,所述控制单元上还与输出永磁同步电机的电枢绕组电流给其的电流检测电路、输出永磁同步电机的绕组相电压给其的电压检测电路、输出永磁同步电机的转子位置信息给其的光电编码器连接,所述光电编码器安装在永磁同步电机的定转子上。本实用新型的优点在于:可满足高精度控制性能、成本低。

Description

一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置。
背景技术
现代化物流业的发展,促进了仓储自动化业的发展,在当前一些无人自动化仓库中,完全依靠机器人的行走、定位、抓取、运输的方式成本颇高。在有些仓库中,采用修建基础轨道,使用有轨电动拖车运输。对于电车的牵引电机系统来说,常规的有刷直流牵引电机逐步被淘汰,转而使用三相异步电动机和无刷直流电动机牵引的情况最多,但在仓储业需要实现高精度位置控制,三相异步电动机的控制装置将非常复杂并实现困难,这与电机本体结构有关;无刷直流电动机虽然在高精度控制、节能、功率密度高及启停力矩大等方面比起三相异步电动机有优点,但其类矩形波的驱动电流与转矩特点,使得他在牵引电车启动或停车时,尤其是电车空载或轻载时,在轨道上容易引起瞬间的移位而在高精度定位方面存在不足,另外,此时的无刷直流电机的转子位置传感器也不能使用常规的霍尔,需加装高精度的光电编码器,需专门定制电机,增加了成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可满足高精度控制性能、节能、成本低的仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置。
为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是:
一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,其特征在于:包括输出力矩牵引轨道车的永磁同步电机,所述永磁同步电机与控制其三相绕组通断电的三相逆变器连接,所述三相逆变器分别与给其供电的蓄电池、输出驱动信号给其的驱动单元连接,所述驱动单元与输出控制信号给其的控制单元连接,所述控制单元与输出给定的速度大小、启动、停车、正反转信号给其的信号输入单元连接,所述控制单元上还与输出永磁同步电机的电枢绕组电流给其的电流检测电路、输出永磁同步电机的绕组相电压给其的电压检测电路、输出永磁同步电机的转子位置信息给其的光电编码器连接,所述光电编码器安装在永磁同步电机的定转子上。
进一步,所述控制单元的主控芯片采用TMS320LF2812。
进一步,所述驱动单元采用EXB841驱动电路模块。
进一步,所述三相逆变器采用IGBT作为开关管。
进一步,所述电流检测电路与电压检测电路均采用相应的霍尔传感器。
进一步,所述光电编码器采用每周一万个数字脉冲的高精度编码器。
本实用新型采用电机转子旋转每周一万个脉冲的光电编码器作为电机的转子位置传感器,相当于将电机旋转一周分为了一万个可控的位置点,具有高精度的控制条件;三相逆变器输出给电机绕组的电流暨转矩波形类似正弦波,相对比较平滑,在电机启动与停车时能避免可能的抖动。
所述永磁同步电机为三相绕组、功率3KW,可驱动中小型轨道电车。本实用新型可控制永磁同步电机牵引轨道车的平滑启动、安全急停、正反转、速度调节、高精度停车定位等功能。
本实用新型的有益效果:可满足高精度控制性能、节能、成本低。 
附图说明
图1是本实用新型的电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明,但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到,本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
参照图1,一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,包括输出力矩牵引轨道车10的永磁同步电机6,所述永磁同步电机6与控制其三相绕组通断电的三相逆变器3连接,所述三相逆变器3分别与给其供电的蓄电池1、输出驱动信号给其的驱动单元4连接,所述驱动单元4与输出控制信号给其的控制单元5连接,所述控制单元5与输出给定的速度大小、启动、停车、正反转信号给其的信号输入单元2连接,所述控制单元5上还与输出永磁同步电机6的电枢绕组电流给其的电流检测电路8、输出永磁同步电机6的绕组相电压给其的电压检测电路9、输出永磁同步电机6的转子位置信息给其的光电编码器7连接,所述光电编码器7安装在永磁同步电机6的定转子上。
所述控制单元5的主控芯片采用TMS320LF2812。
所述驱动单元4采用EXB841驱动电路模块。
所述三相逆变器3采用IGBT作为开关管。
所述电流检测电路8与电压检测电路9均采用相应的霍尔传感器。
所述光电编码器7采用每周一万个数字脉冲的高精度编码器。
本实施例的蓄电池1为8VDC电池组,供电给三相逆变器3控制的永磁同步电机6三相绕组;另外也通过降压DC/DC转换器降压后产生不同电压值的低压直流电源供控制单元5的控制芯片、电流检测电路8、电压检测电路9、光电编码器7使用。
信号输入单元2是给定的速度大小、启动、停车、正反转信号产生的部分,并将这些信号作为控制单元5的输入。
三相逆变器3的主体是DC/AC逆变主开关电路,含逆变后的升压变压器以及滤波整形电路,通过逆变主开关电路的六只IGBT开关管的开关作用,控制永磁同步电机6的三相绕组的通电情况。
驱动单元4主要针对三相逆变器的六只IGBT开关管的栅极控制端,产生六路驱动信号,该驱动单元4采用了七只(一只备用)集成驱动模块EXB841分别作为六只IGBT的驱动单元,该驱动信号是将控制单元5输出给予的六路控制IGBT的信号放大、整形、隔离后产生的,以利于安全可靠的驱动IGBT。
控制单元5是本装置的心脏,它接收给定的各种输入信号,综合电流、电压、转子位置信息(光电编码器输入),然后输出控制IGBT的间接驱动PWM信号,可通过调节PWM信号的占空比调节绕组通电的时间,最终调节永磁同步电机6的绕组通电电压与电流。这些工作主要由控制单元5的核心TMS320LF2812主控芯片完成,该芯片高速反应快,内置存储器空间充足,可容纳复杂的算法与控制软件程序。
永磁同步电机6与光电编码器7作为整体,由不同厂家定制提供,该永磁同步电机6为正弦波驱动的稀土永磁高性能电机,光电编码器7每周一万脉冲,是该装置实现高精度控制的基础。
电流检测电路8利用霍尔电流传感器检测永磁同步电机6电枢绕组电流,电流采集利用精密电阻以电压信号替代,整形后作为控制单元5的输入之一,当电流值超过控制单元5所设定的最高电流时,控制单元5将调整输出驱动PWM信号的占空比或临时封锁该信号,以便降低电机绕组电流。
电压检测电路9利用霍尔电压传感器检测永磁同步电机6的绕组相电压,它类似电流的检测,是通过电压检测判断电压是否超限,从而实施保护。
本实用新型所述的装置及永磁同步电机6等均按照于轨道车10中,靠近轮对轴,通过齿轮箱将永磁同步电机6的扭矩传递到轨道车10的旋转轴上。

Claims (6)

1.一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,其特征在于:包括输出力矩牵引轨道车的永磁同步电机,所述永磁同步电机与控制其三相绕组通断电的三相逆变器连接,所述三相逆变器分别与给其供电的蓄电池、输出驱动信号给其的驱动单元连接,所述驱动单元与输出控制信号给其的控制单元连接,所述控制单元与输出给定的速度大小、启动、停车、正反转信号给其的信号输入单元连接,所述控制单元上还与输出永磁同步电机的电枢绕组电流给其的电流检测电路、输出永磁同步电机的绕组相电压给其的电压检测电路、输出永磁同步电机的转子位置信息给其的光电编码器连接,所述光电编码器安装在永磁同步电机的定转子上。
2.根据权利要求1所述的一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,其特征在于:所述控制单元的主控芯片采用TMS320LF2812。
3.根据权利要求1或2所述的一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,其特征在于:所述驱动单元采用EXB841驱动电路模块。
4.根据权利要求3所述的一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,其特征在于:所述三相逆变器采用IGBT作为开关管。
5.根据权利要求4所述的一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,其特征在于:所述电流检测电路与电压检测电路均采用相应的霍尔传感器。
6.根据权利要求5所述的一种仓库有轨电车用永磁同步牵引电机控制装置,其特征在于:所述光电编码器采用每周一万个数字脉冲的高精度编码器。
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CN105406781A (zh) * 2015-12-07 2016-03-16 合肥巨一动力系统有限公司 一种具有电池保护功能的永磁同步电机送电电路及其电池保护控制方法
CN106712603A (zh) * 2017-01-05 2017-05-24 科蒂斯技术(苏州)有限公司 一种小型电动仓储车转向系统的直流永磁有刷电机控制器
CN109039220A (zh) * 2018-07-31 2018-12-18 珠海格力电器股份有限公司 电机驱动器及其控制电路板断电保护装置、控制方法

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