[发明专利]一种直线电机型控制棒驱动机构控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及核动力控制棒驱动机构研究领域，具体地，涉及一种直线电机型控制棒驱动机构控制方法。

背景技术

直线电机型控制棒驱动机构是一种新型的控制棒驱动机构(CRDM)，目前在国内外CRDM领域没有应用先例，其电磁特性与其它类型控制棒驱动机构相比存在很大差别；该型机构的定子线圈沿轴向依次排列，使用电磁拉力直接驱动动子沿轴向运动，由于直线电机型控制棒驱动机构的稳定运行要求，其定子线圈驱动电流为0.1Hz～0.5Hz三相正弦波电流；同时，该型机构还要求启停准确可靠等。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有技术存在无法对直线电机型控制棒驱动机构进行有效控制的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种直线电机型控制棒驱动机构控制方法，解决了现有技术存在无法对直线电机型控制棒驱动机构进行有效控制的技术问题，实现精准、稳定、可靠的对直线电机型控制棒驱动机构进行控制的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种直线电机型控制棒驱动机构控制方法，所述方法包括：

步骤1：根据外部输入的驱动机构运行速度和运行方向指令，计算出当前驱动机构的给定相位角；

步骤2：根据计算出的给定相位角，查相位角与PWM控制参数对应表获得使用SVPWM算法计算出的三相PWM控制参数；

步骤3：根据三相PWM控制参数生成对应PWM控制信号；

步骤4：基于生成的PWM控制信号对直线电机型控制棒驱动机构进行控制。

其中，SVPWM算法为一种经典的三相正弦电流调制方法，具有电压利用效率高，电机运行平稳的特性。在本方案中利用该算法预先计算出各相位对应的三相PWM计算参数，当相位角稳定变化时，SVPWM算法可保证输出电流为稳定的正弦波形，保证驱动机构稳定运行。

进一步的，所述步骤1：根据外部输入的驱动机构运行速度和运行方向指令，计算出当前驱动机构的相位角，具体包括：前一周期给定相位角为θ₀，外部输入的运行速度和运行方向为ω(提升ω为正，下插ω为负)，周期时间间隔为Δt，则当前周期给定相位角为θ＝θ₀+ωΔt。

进一步的，所述直线电机型控制棒驱动机构的电流波形为0.1Hz～0.5Hz的三相正弦。所述直线电机型控制棒驱动机构要求运行速度换算为电频率后为0.1Hz～0.5Hz，即权利要求2中参数ω需满足0.1Hz≤|ω|≤0.5Hz；同时根据直线电机型控制棒驱动机构的工作特性，为保证其匀速运行，其电流波形为三相正弦，并通过SVPWM控制方法生成要求的三相正弦电流。综上，所述直线电机型控制棒驱动机构的电流波形为0.1Hz～0.5Hz的三相正弦。

进一步的，所述使用SVPWM算法计算出三相PWM控制参数，具体包括：

根据给定的三相PWM控制参数表地址位长度N_A和数据位长度N_D及调制深度M，计算每一个地址i对应的三相PWM控制参数T_A(i)、T_B(i)、T_C(i)；具体计算方法为：

1)地址i对应的相位角数据最大值

2)使用标准SVPWM算法可求得：

3)根据相位角θ_i的大小，通过下表1求出A、B、C三相PWM控制参数；

表1

4)重复以上步骤次，将数据存储于三相PWM控制参数表，用于直线电机控制。

进一步的，根据直线电机型控制棒驱动机构的试验结果，预先计算出各档棒速下的SVPWM参数表；在生成三相PWM控制参数时，根据当前棒速自动选择相应的SVPWM参数表，使得输出电流值得到调制。

进一步的，本发明采用现场可编程门阵列器件(FPGA)为主控芯片，在单芯片内集成控制信号接收与处理、SVPWM算法、IGBT控制信号驱动、给定棒位计算、通讯等功能，提高了直线电机型驱动机构运行的精确性和稳定性。

本发明采用冗余CAN数字总线进行信息交换，提高了设备信息化程度，可实现控制棒状态信息在线监测和故障自诊断。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：