李斌鳳

（福建泉城特種裝備科技有限公司，福建 南安 362302）

0 引 言

無線控制實(shí)際上是借助GPRS實(shí)現(xiàn)無線遙控調(diào)速，盡管在工業(yè)控制行業(yè)中存在某些優(yōu)越性，但增添的無線通信模塊卻花費(fèi)了較多資金，且面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。鑒于此，在全面了解具體狀況的基礎(chǔ)上研究了一種可控整流電路，通過輸送各種速度控制信號波來科學(xué)把控?zé)o刷直流電機(jī)，旨在為類似工作提供有價值的參考。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

以往的無刷直流電機(jī)控制通常借助霍爾磁敏式和光電式等傳感器開展檢測[1]。然而，位置傳感器的存在在無形中提高了電機(jī)成本，且極易受到外界信號的影響，因此對電機(jī)運(yùn)作的穩(wěn)定性帶來了不利影響。為了解決這些難題，相關(guān)研究人員提出了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制技術(shù)。但是，要實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的順利運(yùn)作，還需要無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的支持。無刷直流機(jī)和有刷直流電動機(jī)的對比情況，如表1所示。

表1 無刷直流電動機(jī)和有刷直流電動機(jī)的對比情況

2 控整流信號波

從客觀的角度出發(fā)，無論是速度控制信號的速度等級，還是速度給定信號的速度等級，二者均呈現(xiàn)出對應(yīng)的狀態(tài)。速度等級1級到n級中，與速度等級1相匹配的無刷直流機(jī)狀態(tài)是制動狀態(tài)。為了更加清晰地進(jìn)行闡述，這里設(shè)置n=16，換言之就是速度控制信號的速度等級共有16級。整流控制單元通常傳輸7級速度的控制信號。分析圖1、圖2和圖3可知，T1區(qū)間屬于引導(dǎo)波，T2區(qū)間屬于數(shù)據(jù)波。在可控整流信號波中，數(shù)據(jù)碼、速度碼、開關(guān)碼以及方向碼均叫做二進(jìn)制碼。眾所周知，1個工頻周期會與1位數(shù)據(jù)碼處于相匹配的狀態(tài)，與交流波相匹配的數(shù)據(jù)碼為0。

圖1 簡單可控整流信號波

圖2 包含方向碼的可控整流信號波

圖3 包含開關(guān)碼和方向碼的可控整流信號波

2.1 簡單可控整流信號波

T1區(qū)間的引導(dǎo)波主要由1個工頻周期的整流波構(gòu)成。T2區(qū)間的數(shù)據(jù)波通常由4個工頻周期構(gòu)成，具體為交流波、整流波、整流波以及交流波，與之匹配的4位數(shù)據(jù)碼為0110。因此，簡單可控整流信號波與之相匹配的數(shù)據(jù)碼是10110。簡單可控整流信號波的波形如圖4所示。

圖4 波形示例

同時，應(yīng)從客觀角度出發(fā)，在考慮無刷直流電機(jī)運(yùn)行方向和各項基礎(chǔ)因素條件下進(jìn)行信號波控制工作，防止無刷直流電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程中因信號波整控力度薄弱而出現(xiàn)問題，繼而強(qiáng)化信號波控制與無刷直流電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行之間的關(guān)聯(lián)性，從而滿足該裝置穩(wěn)定運(yùn)行的要求[2]。

2.2 包含方向碼的可控整流信號波

從客觀角度出發(fā)，T1區(qū)間的引導(dǎo)波主要由1個工頻周期的整流波和1個工頻周期的交流波構(gòu)成。對該數(shù)據(jù)波進(jìn)行深入探究后得知，它通常由交流波、整流波、正流波、交流波以及交流波5個工頻周期構(gòu)成，與之匹配的5位數(shù)據(jù)碼為01100。通常情況下，5位數(shù)據(jù)碼的末位為方向碼，且方向碼和T3區(qū)間處于互相匹配的狀態(tài)，是屬于1個工頻周期的交流波，方向碼是0。因此，最終的數(shù)據(jù)碼是1001100。分析可控整流信號波形后得知，整流信號波的5位數(shù)據(jù)碼的第1位是方向碼，同時該方向碼為0，后4位數(shù)據(jù)碼是1100，代表速度控制信號的速度等級是13。

2.3 包含開關(guān)碼和方向碼的可控整流信號波

可控整流信號能夠增添與之相匹配的開關(guān)碼，為電機(jī)定時制動提供便利。T1區(qū)間的引導(dǎo)波主要由1個工頻周期的整流波和2個工頻周期的交流波構(gòu)成。T2區(qū)間的數(shù)據(jù)波通常由交流波、交流波、整流波、整流波、交流波以及交流波6個工頻周期組成，與之匹配的6位數(shù)據(jù)碼為001100。通過深度剖析6位數(shù)據(jù)碼可知，它的首位通常為開關(guān)碼，且開關(guān)碼和T3區(qū)間處于相匹配的狀態(tài)。開關(guān)碼是1，末位為方向碼，方向碼是0，方向碼和T4區(qū)間處于相匹配的狀態(tài)。因此，與之相匹配的數(shù)據(jù)碼是100001100。

這里只對3種可控整流信號波的代表形式進(jìn)行了闡述，可見可控整流信號波存在各種各樣的組合模式與次序，可以組成各種各樣的信號波。

3 可控整流電路

結(jié)合相關(guān)實(shí)踐調(diào)查可知，電機(jī)可以借助整流波傳送相應(yīng)的速度控制信號。它的交流波和有效值呈現(xiàn)出一致狀態(tài)，同時不會對供電電源帶來較大影響[3]。如圖5所示，可控整流電路主要由整流橋UR1、雙向晶閘管V1、雙向晶閘管V2、雙向晶閘管V3以及雙向晶閘管V4幾個部分構(gòu)成。第一，2個交流輸入端通常會與零線N和相線L處于互相銜接的狀態(tài)。第二，整流輸出正端和雙向晶閘管V3的第二陽極處于互相連接的狀態(tài)。第三，整流輸出負(fù)端與雙向晶閘管V4的第二陽極處于互相連接的狀態(tài)。第四，雙向晶閘管V1的第一陽極和雙向晶閘管V3的第一陽極結(jié)合的銅焊絲與第一輸出端子AC1和相線L處于互相連接的狀態(tài)。第五，雙向晶閘管V2的第一陽極與雙向晶閘管V4的第一陽極和第二輸出端子AC2呈現(xiàn)出連接的狀態(tài)。第六，雙向晶閘管V2的第二陽極與零線N處于互相連接的狀態(tài)。第七，雙向晶閘管V1的觸發(fā)脈沖實(shí)際上是從控制極K11和第一陽極K12輸入的。第八，雙向晶閘管V2的觸發(fā)脈沖主要是由控制極K21和第一陽極K22輸入的。第九，雙向晶閘管V3的觸發(fā)脈沖通常是從控制極K31和第一陽極K32輸入的。第十，雙向晶閘管V4的觸發(fā)脈沖一般是從控制極K41和第一陽極K42輸入的?？煽卣麟娐房梢栽诟黜椈A(chǔ)因素支持下，有效解決相關(guān)裝置在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，發(fā)揮無刷直流電機(jī)遠(yuǎn)程調(diào)控和綜合運(yùn)行優(yōu)勢，進(jìn)而提升相關(guān)裝置的實(shí)際運(yùn)行效果。

圖5 可控整流模塊電路圖

4 調(diào)速系統(tǒng)組成

分析直流電機(jī)遠(yuǎn)程調(diào)速控制系統(tǒng)可知，該系統(tǒng)一般由速度調(diào)節(jié)單元和整流控制單元組成，結(jié)構(gòu)如圖6所示。從客觀角度出發(fā)，外部相線L和零線N均會從整流控制單元中通過?？煽卣麟娐分饕峭ㄟ^輸出端子AC1和第二輸出端子AC2兩個端子輸出可控整流信號波。相關(guān)人員可以借助調(diào)節(jié)單元得到相應(yīng)的可控整流信號波，以實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的科學(xué)調(diào)節(jié)[4]。

圖6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

5 結(jié) 論

近幾年，無刷直流電機(jī)在眾多領(lǐng)域得到了普遍認(rèn)可與推崇，具有不可比擬的優(yōu)越性，能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)運(yùn)作狀況與相關(guān)參數(shù)的科學(xué)把控，充分展示出直流電機(jī)的優(yōu)勢。從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、可控整流信號波、可控整流電路以及調(diào)速系統(tǒng)組成等方面進(jìn)行分析可知，該信號波是在傳輸功率的基礎(chǔ)上，借助相關(guān)速度控制信號科學(xué)控制無刷直流電機(jī)的速度和方向，優(yōu)勢明顯，且具有較強(qiáng)的可行性。