[实用新型]一种开关磁阻电机调速控制装置

说明书

技术领域 

本实用新型涉及电机驱动技术领域，特别涉及一种开关磁阻电机调速控制装置。

背景技术 

开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，SRM）是一种新型的机电一体化调速电机，它不仅保持了异步电动机的全部优点，而且具有结构简单、成本低、起动性能好、调速范围宽等优点，所以被广泛应用于各种工程控制领域中。

在现代调速系统中，开关磁阻电机调速(Switched Reluctance Drive, SRD)系统具有结构简单、成本低、损耗小、可控参数多、控制灵活、起动电流小、起动转矩大，坚固耐用，适用于恶劣环境等优点，因此近年来在牵引运输、通用工业、家用电器等领域得到了广泛应用。然而开关磁阻电机调速系统的稳定运行，需要有相应的硬件设备支撑，然而目前的硬件设备在可靠性、结构的坚固性和工作稳定性方面还有许多不足的地方。

实用新型内容 

    本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种操作简单、 安全可靠、 成本低廉的开关磁阻电机调速控制装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种开关磁阻电机调速控制装置,其特征在于：所述装置包括电源模块，主开关驱动模块，功率变换模块，位置信号模块，电流检测模块，信号转换模块，控制模块和显示模块；所述控制模块、主开关驱动模块和功率变换模块串联；所述功率变换模块分别连接有开关磁阻电机和电流检测模块；所述开关磁阻电机与位置信号模块串联；所述位置信号模块和电流检测模块通过信号转换模块与控制模块相连；所述控制模块与显示模块相连。

所述控制模块为Atmega16单片机。

所述主开关驱动模块为集成驱动芯片TLP250；所述主开关驱动模块中在IGBT的栅极串联电阻R2，电阻R2阻值为11欧，在IGBT的栅极和发射极之间并联有并接了电阻R3，电阻R3阻值为20千欧。

所述功率变换模块的主开关器件V1到主开关器件V6选用的是IGBT；各相续流二极管D1到续流二极管D6均采用快恢复二极管。

所述位置信号模块包括霍尔效应传感器测和光电盘。

所述电流检测模块包括霍尔效应电流传感器。

本实用新型中，电源模块将220V的交流电转变为三种直流电压5V、15V、48V。5V电压主要是为Atmega16单片机、霍尔效应传感器和霍尔效应电流传感器供电，15V电压主要是为IGBT的驱动供电，48V的电源主要是为IGBT主电路供电。

本实用新型采用集成驱动芯片TLP250来驱动IGBT。TLP250是内部带有光耦隔离的集成驱动芯片，绝缘电压高达2500V，具有大电流输出可以驱动大功率的IGBT。IGBT驱动的输入阻抗很高，且呈容性，静态时不需直流电流，只需对输入电容进行充分电的动态电流，几乎不消耗功率，为了改善驱动脉冲的前后沿陡度和放置振荡，需在栅极串联电阻R2，由于IGBT的开通和断开是通过栅极电路的充放电来实现的，因此栅极电阻对IGBT的动态特性将产生极大的影响，在设计中经计算和实验，最终选取栅极的电阻R2为11欧；V是稳压二极管，用于限制TLP250输出驱动电压的幅值，防止驱动电压过高照成IGBT的损坏，系统中采用16V的稳压二极管并接在IGBT的栅极和发射极之间；为了防止IGBT栅极开路工作，或因为驱动不良造成的器件损坏，在IGBT的栅极和发射极之间并接了20千欧的电阻，即电阻R3。

本实用新型中功率变换模块电路采用不对称半桥电路；该电路体现了典型开关磁阻电机运行和控制特性，以及相控制独立性。该电路的是通过开关电源整流得到48V的直流电源。再经过并联的大稳压滤波电容给开关磁阻电机各相绕组供电。功率变换器的主开关器件V1到主开关器件V6选用的是IGBT；各相续流二极管D1到续流二极管D6均采用快恢复二极管。二级管的参数为1200V,30A。

本实用新型中位置信号模块是开关磁阻电机的关键部件和特征部件；开关磁阻电机的转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的重要依据，位置检测的目的是要用位置传感器测定转子相对位置，以反馈至逻辑控制电路，确定对相绕组的开通或关断。同时还可以根据位置检测器反馈回来的信息进行速度计算，实现速度控制和电机转速信息显示。开关磁阻电机每一相各用一个霍尔效应传感器，霍尔效应传感器主要由一个红外发射二极管和红外光电三极管构成。在发光二极管和光电三极管之间有一个槽，当槽中无遮挡物时，光电三极管饱和导通；当光线被遮挡时，光电三极管截止。