湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院　王　勇

中車株洲電力機(jī)車有限公　王梨英

0　引言

在農(nóng)村和山區(qū)等環(huán)境惡劣的地區(qū)，水位下降的比較厲害，水井較深，抽水水泵在當(dāng)?shù)氐某樗疃冗h(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工作要求，另外，偏遠(yuǎn)山區(qū)地點(diǎn)的供電一般只有單相電，電機(jī)運(yùn)行效率低，因此，對(duì)于通過使用變頻器，生成三相電驅(qū)動(dòng)的需求日益增加，本文采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一款異步電機(jī)變頻調(diào)速器，用以解決這些問題。

1　整體設(shè)計(jì)方案

整體的設(shè)計(jì)方案如圖1所示。采用DSP作為硬件的主平臺(tái)，通過DSP產(chǎn)生的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)智能功率模塊帶動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)工作，將直流電壓逆變成三相空間矢量電壓。

通過上位機(jī)配置參數(shù)和進(jìn)行操作命令的發(fā)送接收，以及相關(guān)參數(shù)的顯示等。

2　硬件設(shè)計(jì)

其硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，主控電路采用TMS320F28035構(gòu)成，主要包含整流橋電路、光電隔離電路、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵和顯示電路以及受控的三相異步電機(jī)模塊。此外，所有的參數(shù)設(shè)置部分都由通過DSP的SCI與上位機(jī)進(jìn)行連接。

3　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的主框架如圖3所示。運(yùn)行的主要流程如下：

圖1　系統(tǒng)整體方案

圖2　硬件電路結(jié)構(gòu)圖

圖3　主框架流程圖

圖4　智能變頻流程

（1）系統(tǒng)初始化： EPWM和ADC模塊處于閉鎖狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)靜止。

（2）將USB轉(zhuǎn)232串口連接好電腦，打開ExMainWindow.exe，設(shè)置好串口參數(shù)，單擊“配置下發(fā)”鍵。

（3）SCI中斷程序?qū)⒏鶕?jù)不同的包頭標(biāo)志解包，將參數(shù)配置進(jìn)全局參數(shù)組，EPWM初始化，ADC根據(jù)指令決定是否初始化，系統(tǒng)進(jìn)入等待運(yùn)行的狀態(tài)。

（4）點(diǎn)擊“開機(jī)”，電機(jī)啟動(dòng)。

變頻模塊采用恒功率控制策略，恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，在運(yùn)行狀態(tài)下，電機(jī)實(shí)時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)都需要進(jìn)行監(jiān)控，然后在平穩(wěn)運(yùn)行過程中慢慢對(duì)電機(jī)進(jìn)行加速。其具體的控制框圖如圖4所示。

4　結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，電機(jī)能夠平穩(wěn)啟動(dòng)，運(yùn)行狀態(tài)下除了電機(jī)本身的固有噪聲，其他并無明顯噪聲，運(yùn)行狀態(tài)良好，在算法上，期待智能變頻優(yōu)化算法的改進(jìn)，能更好的運(yùn)用到電機(jī)變頻調(diào)速器的研究中。

[1]丁弘毅,焦瑋瑋,王效亮,劉山.基于空間矢量算法的雙電機(jī)高可靠大功率伺服機(jī)構(gòu)研究[J].導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù),2017,2:53-56.

[2]王成元,夏加寬,孫宜標(biāo).現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010:,166-167.

[3]楊圣蓉,王劍平,等.基于SVPWM 的異步電機(jī)矢量控制及調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J].電氣自動(dòng)化,2015,37(1):17-20.

[4]喻涵,信釗煒,陳苗.永磁同步電機(jī)矢量控制的兩種控制策略研究[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2015,28(2):129-132.

[5]朱顯輝,等.PWM 驅(qū)動(dòng)電機(jī)可靠性研究發(fā)展及展望[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào),2014,19(4):22-26.