基于虛擬儀器的開(kāi)關(guān)磁阻電機監控系統設計方案

1.6 需要注意的事項

(1)由于SRM為8/6極，A、C兩相并不同時(shí)導通，這兩相可以共用一個(gè)電流傳感器。同樣，B、D兩相也可共用一個(gè)電流傳感器。

(2)傳感器所獲取的信號中必然會(huì )摻進(jìn)一些雜波，如果不進(jìn)行必要的濾波處理，結果將可能與實(shí)際值相差比較大。LabVIEW的Filter模塊提供了比較常用的一些濾波方式，可以很方便地去除雜波。

(3)選擇電壓和電流傳感器時(shí)，應該注意它們的測量范圍。同時(shí)，為了保證足夠的精度，應該使得電壓傳感器和電流傳感器工作在最佳狀態(tài)。2 轉矩和磁鏈值顯示

虛擬儀器不僅可以快速執行數據采集的任務(wù)，而且可以借助PC機實(shí)現很強的數據處理能力。在獲取轉速、端電壓和相電流數據以后，可以利用PC機進(jìn)行實(shí)時(shí)計算以得出磁鏈和轉矩值并顯示出來(lái)。

2.1 磁鏈計算

磁鏈值的求取可以依照式(1)進(jìn)行：

式中：Ts 為每?jì)纱尾蓸娱g隔時(shí)間;R 為電機繞組的阻值。

為了盡可能地減少數據運算時(shí)間，提高運行速度，也可以用查表方法得出磁鏈值。即先將不同的電流i與角度θ 下的磁鏈值ψ(i,θ) 存儲下來(lái)，這樣在運行時(shí)可以很快用線(xiàn)性擬合的方法得出不同電流與角度下的磁鏈值。當然，這樣處理的結果是使得誤差增大。但誤差依在可接受的范圍以?xún)萚6].

2.2 轉矩計算

轉矩的計算原理如式(2)所示：

式中：J 為系統轉動(dòng)慣量;ω 為電機轉速;B 為粘滯磨擦系數;TL 為負載轉矩。

3 運行分析

電機輕載穩定運行時(shí)的狀態(tài)監控圖如3所示。為了觀(guān)看方便，圖中只給出了單相的監測情況。假定工作中出現的最嚴重情況是PC機不能正常工作，且霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器均已損壞。此時(shí)備用的DSP 將開(kāi)始代替PC 機工作。在負載為1.25 NM,轉速為1 200 rad,導通角為4°，并斷角為20°時(shí)，電壓和電流波形如圖4所示。

圖4 中，橫坐標為1 ms/格，縱坐標為電壓曲線(xiàn)100 V/格，電流曲線(xiàn)3 A/格。對于在強迫換向階段，圖4中電壓曲線(xiàn)出現的毛刺，分析原因是此時(shí)繞組兩端開(kāi)關(guān)雖然均已斷開(kāi)，但繞組磁場(chǎng)能量仍然通過(guò)兩端的二極管進(jìn)行釋放。由于采用一般的橋式整流電路作為直流電源，其輸出電壓并不能保證恒定不變，因此在強迫換流階段，采樣電阻端電壓不穩定。

4 結語(yǔ)

本方案所設計的監控系統非常直觀(guān)且精確地表現了電機運行的各項重要參數，相比于傳統使用各種設備來(lái)觀(guān)測數據，大大提高了工作效率，也節省了成本。該系統可以根據SRM運行情況，實(shí)時(shí)修改導通角、關(guān)斷角和脈沖時(shí)間間隔等參數，以控制電機的運行速度和輸出轉矩等。實(shí)驗證明，該控制系統的實(shí)用性和可靠性比之前大大提高。另外，備用的檢測回路和DSP運算系統，也為該系統增加了更高的可靠性。