專利名稱：一種直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，尤其涉及一種直接轉(zhuǎn)矩控制型變頻器控制系 統(tǒng)，屬于變頻調(diào)速控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在目前的行業(yè)中，使用了的變極調(diào)速、電磁調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速方式，電磁調(diào)速異步電 動機(jī)(滑差電機(jī))電磁調(diào)速異步電動機(jī)又稱滑差電機(jī)，它是一種恒轉(zhuǎn)矩交流無級變速電 動機(jī)。由于它具有調(diào)速范圍廣、速度調(diào)節(jié)開滑、起動轉(zhuǎn)矩大、控制功率小、有速度負(fù)反饋、 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)時機(jī)械特性硬度高等一系列優(yōu)點，因此在印刷機(jī)及騎馬訂書機(jī)、無線裝訂、 高頻烘干聯(lián)動機(jī)、鏈條鍋爐爐排控制中都得到廣泛應(yīng)用。如801型對開立式?；剞D(zhuǎn)凸版 印刷機(jī)、JS2101型對開雙面膠印機(jī)，J2105型對開單色膠印機(jī)、J2108型對開單色膠印機(jī)、 PZ4880-01A型對開四色膠印機(jī)等印刷機(jī)械采用這種電動機(jī)就更能符合印刷工藝要求。烘 版機(jī)采用這種電動機(jī)調(diào)速后，能有效地控制膠膜厚度，操作十分方便。騎馬訂書機(jī)采用這種 電動機(jī)調(diào)速，能夠根據(jù)書刊的要求相應(yīng)地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速而提高書刊裝訂質(zhì)量。編輯本段缺點帶 有速度負(fù)反饋的電磁調(diào)速異步電動機(jī)的主要缺點是在空載或輕載(小于10%額定轉(zhuǎn)矩) 時，由于反饋不足，會造成失控現(xiàn)象；在調(diào)速時，隨著轉(zhuǎn)速降低，離合器的輸出功率和效率也 相應(yīng)地按比例下降。所以此電機(jī)適用于長期高速運轉(zhuǎn)和短時間低速運轉(zhuǎn)。為適應(yīng)印刷機(jī)低 速運轉(zhuǎn)的需要，在采用電磁調(diào)速異步電動機(jī)作主驅(qū)動的印刷機(jī)中往往再配裝一臺三相異步 電動機(jī)作為低速電機(jī)使用。編輯本段電磁調(diào)速異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理電磁調(diào)速異步電 動機(jī)是由普通鼠籠式異步電動機(jī)、電磁滑差離合器和電氣控制裝置三部分組成。異步電機(jī) 作為原動機(jī)使用，當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時帶動離合器的電樞一起旋轉(zhuǎn)，電氣控制裝置是提供滑差離合 器勵磁線圈勵磁電流的裝置。電樞為鑄鋼制成的圓筒形結(jié)構(gòu)，它與鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn) 軸相連接，俗稱主動部分；磁極做成爪形結(jié)構(gòu)，裝在負(fù)載軸上，俗稱從動部分。主動部分和從 動部分在機(jī)械上無任何聯(lián)系。當(dāng)勵磁線圈通過電流時產(chǎn)生磁場，爪形結(jié)構(gòu)便形成很多對磁 極。此時若電樞被鼠籠式異步電動機(jī)拖著旋轉(zhuǎn)，那么它便切割磁場相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，于 是從動部分的磁極便跟著主動部分電樞一起旋轉(zhuǎn)，前者的轉(zhuǎn)速低于后者，因為只有當(dāng)電樞 與磁場存在著相對運動時，電樞才能切割磁力線。磁極隨電樞旋轉(zhuǎn)的原理與普通異步電動 機(jī)轉(zhuǎn)子跟著定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場運動的原理沒有本質(zhì)區(qū)別，所不同的是異步電動機(jī)的旋 轉(zhuǎn)磁場由定子繞組中的三相交流電產(chǎn)生，而電磁滑差離合器的磁場則由勵磁線圈中的直流 電流產(chǎn)生，并由于電樞旋轉(zhuǎn)才起到旋轉(zhuǎn)磁場的作用。另外，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變極電機(jī)的效率 比常規(guī)的通用電機(jī)要稍低一些。而且不能精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，提出了利用變頻器進(jìn)行 開環(huán)方式對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行準(zhǔn)確控制，而且動態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)已優(yōu)于PWM閉環(huán)控制指標(biāo)。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案一種直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，包括PID調(diào)節(jié)器、內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定、轉(zhuǎn)矩比較器、磁通比較器、優(yōu)化脈沖選擇器、內(nèi)部磁通給定、自適應(yīng)電 機(jī)模型、電機(jī)和主控制電路，內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定的輸出端與轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸入端 連接，轉(zhuǎn)速給定與實際轉(zhuǎn)速反饋比較后通過PID調(diào)節(jié)器與內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定，磁通優(yōu)化、磁通制 動分別與內(nèi)部磁通給定連接，內(nèi)部磁通給定、自適應(yīng)電機(jī)模型的輸出端與轉(zhuǎn)矩比較器/磁 通比較器的輸入端連接，轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸出端轉(zhuǎn)矩狀態(tài)、磁通狀態(tài)與優(yōu)化脈 沖選擇器的輸入端連接，轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的控制信號端與優(yōu)化脈沖選擇器雙向連 接，優(yōu)化脈沖選擇器的輸出端分別與逆變器、自適應(yīng)電機(jī)模型開關(guān)位置的輸入端連接，主控 制電路中的直流母線電壓連接到自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入端，電機(jī)電流通過自適應(yīng)電機(jī)模型 的輸入端。
本發(fā)明的有益效果是通過對轉(zhuǎn)矩和磁通的測量，即刻調(diào)整逆變電路的開關(guān)狀態(tài)， 進(jìn)而調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，以達(dá)到精確控制的目，同時也擴(kuò)大了電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，提高了調(diào) 速范圍，使電氣傳動技術(shù)獲得很大進(jìn)步。


圖1直接轉(zhuǎn)矩控制示意圖；具體實施方式
下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案實現(xiàn)方法進(jìn)行說明圖1中，一種直接轉(zhuǎn)矩控制 系統(tǒng)，包括PID調(diào)節(jié)器、內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定、轉(zhuǎn)矩比較器、磁通比較器、優(yōu)化脈沖選擇器、內(nèi)部磁 通給定、自適應(yīng)電機(jī)模型、電機(jī)和主控制電路，內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定的輸出端與轉(zhuǎn)矩比較器/磁通 比較器的輸入端連接，轉(zhuǎn)速給定與實際轉(zhuǎn)速反饋比較后通過PID調(diào)節(jié)器與內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定， 磁通優(yōu)化、磁通制動分別與內(nèi)部磁通給定連接，內(nèi)部磁通給定、自適應(yīng)電機(jī)模型的輸出端與 轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸入端連接，轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸出端轉(zhuǎn)矩狀態(tài)、磁通 狀態(tài)與優(yōu)化脈沖選擇器的輸入端連接，轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的控制信號端與優(yōu)化脈沖 選擇器雙向連接，優(yōu)化脈沖選擇器的輸出端分別與逆變器、自適應(yīng)電機(jī)模型開關(guān)位置的輸 入端連接，主控制電路中的直流母線電壓連接到自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入端，電機(jī)電流通過 自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入端。
它以測量電機(jī)電流和直流電壓作為自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入。該模型每隔25“s產(chǎn) 生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通實際值，轉(zhuǎn)矩比較器和磁通比較器將轉(zhuǎn)矩和磁通的實際值與轉(zhuǎn)矩 和磁通的給定值作比較，依靠轉(zhuǎn)矩比較器和磁通比較器的輸出優(yōu)化脈沖選擇器，決定逆變 部分的最佳開關(guān)位置。由此可以看出它是通過對轉(zhuǎn)矩和磁通的測量，即刻調(diào)整逆變電路的 開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，以達(dá)到精確控制的目的。
權(quán)利要求
1 . 一種直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PID調(diào)節(jié)器、內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定、轉(zhuǎn)矩比較器、磁通比較器、優(yōu)化脈沖選擇器、內(nèi)部磁通給定、自適應(yīng)電機(jī)模型、電機(jī)和主控制電路，內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定的輸出端與轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸入端連接，轉(zhuǎn)速給定與實際轉(zhuǎn)速反饋比較后通過PID調(diào)節(jié)器與內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定,磁通優(yōu)化、磁通制動分別與內(nèi)部磁通給定連接，內(nèi)部磁通給定、自適應(yīng)電機(jī)模型的輸出端與轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸入端連接，轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸出端轉(zhuǎn)矩狀態(tài)、磁通狀態(tài)與優(yōu)化脈沖選擇器的輸入端連接，轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的控制信號端與優(yōu)化脈沖選擇器雙向連接，優(yōu)化脈沖選擇器的輸出端分別與逆變器、自適應(yīng)電機(jī)模型開關(guān)位置的輸入端連接，主控制電路中的直流母線電壓連接到自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入端，電機(jī)電流通過自適應(yīng)電機(jī)模型的輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定的輸出端與轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸入端連接，轉(zhuǎn)速給定與實際轉(zhuǎn)速反饋比較后通過PID調(diào)節(jié)器與內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定，磁通優(yōu)化、磁通制動分別與內(nèi)部磁通給定連接，內(nèi)部磁通給定、自適應(yīng)電機(jī)模型的輸出端與轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸入端連接，轉(zhuǎn)矩比較器/磁通比較器的輸出端與優(yōu)化脈沖選擇器的輸入端連接，主電源電路通過控制電路對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制調(diào)節(jié)來對整個控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。其特點是，通過對轉(zhuǎn)矩和磁通的測量，即刻調(diào)整逆變電路的開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，以達(dá)到精確控制的目。
文檔編號H02P27/06GK103001572SQ20111027226
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者錢國東 申請人:無錫市幅瑞自動化科技有限公司