[发明专利]一种变频器M/T测速方法

说明书

技术领域

本发明涉及变频器测速领域。

背景技术

随着国家宏观调控以及节能减排政策的出台，同时由于变频器在电力节能降耗中的作用非常明显，作为节能减排的利器之一，变频器迎来了发展的黄金时期。在变频器构成的变频调速系统中，转速是一个极为重要的状态参数，被控电机转速的测量精度直接影响系统的控制效果。

电机转速的检测，基本方法是通过检测与电机同轴连接的光电编码器输出的脉冲间接得到，根据检测到的脉冲的频率和时序，计算得到电机转速和转动方向。实现转速测量的方法主要有T法(测周期法)、M法(测频率法)、M/T法(频率周期自适应法)。

T法测速，是通过检测光电码盘产生的两个相邻脉冲之间的时间差，也就是脉冲周期，来计算电机转速。一般是CPU内部提供高频基准时钟，在脉冲的上升沿(或下降沿)基准时钟开始计数，当下一个脉冲的上升沿(或下降沿)到来时，停止计数，如图1所示。此方法在原理上会产生±1个基准时钟的误差，只有在转速较低，脉冲周期较大的情况下，才能有较高的精度，所以T法适用于低速测量。

M法测速，是通过检测某一段时间内光电码盘产生的脉冲数量，也就是脉冲频率，来计算电机转速。在基准时间启动计时时，开始对被测脉冲计数，停止计时时，计数停止，如图2所示。此方法在原理上会产生±1个被测脉冲周期的误差，在转速较高，被测脉冲计数值很大的情况下才有较高的精度，因此适用于高速测量。

M/T法测速，就是M法和T法两种测速方法的结合，在合适的转速时自动切换，低速时用T法，高速用M法，最大可能提高测速的精度。

以上所述的M/T测速方法，在实际应用中也有局限性；当从低速的T法测速切换到M法测速时，变频器的输出频率并不是太高，此时光电编码器反馈回来的信号频率不高，由于原理上产生±1个码盘脉冲周期的误差，会导致结果出现较大误差，无法满足高性能变频器闭环矢量控制的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种变频器M/T测速方法，其能弥补传统M/T测速方法的不足，在M法测速的频率范围内取得高精度的测速结果，完全满足高性能变频器闭环矢量控制的需求。

本发明所采用的技术方案是：一种变频器M/T测速方法包括：首先依据变频器输出频率，选择T法或M法测速；然后设定变频器转速滞环控制点，根据控制点进行M/T法测速。

变频器输出频率为5Hz以下时，选择T法测速；变频器输出频率5Hz以上时，选择M法测速。

本发明的优点：在传统M法测速方法的基础上，做了一定的修改，消除掉原理上产生的±1个码盘脉冲周期的误差；传统M法是以内部时钟计时的某一段时间起始和结束点为基准来计数被测脉冲信号，现修改成以被测脉冲信号的上升沿为基准，如图4所示，同时记录下被测脉冲的数量以及CPLD内部时钟信号的周期数量；按此方法来计数脉冲，被测脉冲的计数值没有误差，CPLD内部时钟信号的周期计数值有±1个周期的误差，但是CPLD的内部时钟高达12.5MHz，此误差对最终转速计算结果的影响非常小，可以达到万分之一以上的精度。

附图说明

图1是T法测速法原理图。

图2是M法测速法原理图。

图3是M/T测速法的滞环原理图。

图4为优选实施例中的M法测试原理图。

图5为优选实施例中的M法测试结构框图。

具体实施方式

在具体实施方式中，以TI的TMS320F2812和旋转式光电编码器以及MAX系列CPLD构成的数字转速检测系统为例，详细讲述了M/T法在TMS320F2812及CPLD里的实现，以及两种测速方法自动切换的转速点的确定、在DSP(数字信号处理器)的内部RAM(随机存取存储器)开辟缓冲区的方式提高M法测速精度的方法。

本系统以TI的TMS320F2812作为测量和计算的核心，与电机同轴安装的光电编码器把被测量转速转换成脉冲输入DSP与CPLD，由DSP与CPLD进行采样、滤波、计算得到电机的实时转速，如图5所示。

该DSP具备2个事件管理模块，每个事件管理器都包括有定时器、比较器、PWM(脉冲宽度调制)发波单元、捕获单元以及正交编码脉冲电路，其中捕获单元和正交编码电路正是用来测速的专用功能。本系统以事件管理模块A的T1定时器作为载波周期定时器用，事件管理模块B的定时器T4作为捕获功能时钟用，在T1的周期中断和下溢中断时进行测速计算处理。

CPLD(复杂可编程逻辑器件)主要功能是用来记录输入的码盘脉冲信号的数量，同时记录内部时钟信号的周期数量，锁存到与DSP相连的数据总线上，等待DSP读取。