[发明专利]单片机磁链估计装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁链估计装置。

背景技术

电机在当今的社会生产中得到大范围的使用，电机大体可分为直流电机和交流电机两种，而与直流电机相比，交流电动机具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、制造成本低、价格便宜、维护方便和可工作于恶劣环境等特点，在工业领域获得了广泛的应用。

上世纪70年代初提出的矢量控制理论解决了交流电机的转矩控制问题。目前异步电动机的磁场定向控制和直接转矩控制得到了广泛的应用。在间接磁场定向的矢量控制中，精确地估计（或观测）转子磁链的幅值和角度是问题的关键；在直接转矩控制中，定子磁链的估算直接影响空间矢量的选择和转矩的观测结果。磁链与转矩估计精度决定了控制性能的优良。

尽管直接转矩控制技术和矢量控制技术已经趋于成熟，然而其中的磁链观测问题一直没有得到很好的解决，大部分的文献和论文只是对此做了理论的验证和说明，以及用相关的软件进行仿真，并没有对于磁链的观测进行实现和应用。因为理论设计都是在理想状态下的情况，而在实际应用中存在磁链难以实际测得并直观显示的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有定子磁链的估计仅限于理论的验证和说明，存在磁链难以实际测得并直观显示的问题，提供一种单片机磁链估计装置。

单片机磁链估计装置，它包括单片机、电流传感器、电压传感器、电源、显示器和程序软件模块，电流传感器的电能输入端与电网电能的一相连通，电流传感器的电能输出端与电动机的一相连通，电压传感器的电能输入端与电流传感器的电能输出端连通，电压传感器的电能输出端与电动机的绕组中心点连通，电源的单片机电源的输出端与单片机的电源输入端连通，电源的传感器电源的输出端同时与电流传感器的电源输入端和电压传感器的电源输入端连通，电源的显示器电源的输出端与显示器的电源输入端连通，显示器的显示信号的输入端与单片机的显示信号的输出端连通，电流传感器包括i_B和i_C的信号输出端，电流传感器的i_B和i_C的信号输出端对应与单片机的电流传感信号的i_B和i_C的输入端连通，电压传感器包括u_B和u_C的信号输出端，电压传感器的u_B和u_C的信号输出端对应与单片机的电压传感信号的u_B和u_C的输入端连通，程序软件模块存储在单片机的存储器中，程序软件模块包括电流A/D转换子模块、电压A/D转换子模块、磁链算法子模块和显示子模块，电流A/D转换子模块的数据输出端与磁链算法子模块的电流数据输入端连通，电压A/D转换子模块的数据输出端与磁链算法子模块的电压数据输入端连通，磁链算法子模块的数据输出端与显示子模块的数据输入端连通，显示子模块的数据输出端为单片机的显示信号的输出端；

单片机具体控制过程为：步骤一、单片机初始化，A/D初始化，显示器初始化；步骤二、从AIN0.0到AIN0.3口采集输入电流、电压传感器数据；步骤三、电压值经过3/2变换，电流值经过3/2变换；步骤四、计算ψ_s=∫(u_s-R_si_s)dt得到定子磁链某时刻值ψ_sα、ψ_sβ；步骤五、计算得到转子磁链某时刻值ψ_rα、ψ_rβ；步骤六、步骤七、步骤八、输出显示；步骤九、判断是否结束，否，则执行步骤二，是，则结束。

本发明把从异步电动机通过电压和电流传感器采集的电压及电流信号，经过A/D转换后进行3/2变换得到u_α、u_β、i_α和i_β，通过单片机的程序软件模块进行运算，得到磁链数值并通过显示器直观显示出来。本发明具有所用的器件少、价格低廉和不需要太多的成本的特点，具有实际应用价值。能够给工业生产节省大量成本，并带来显著的经济效益。

附图说明

图1为本发明的组成结构示意图，图2为本发明的整体电路图，图3为具体实施方式二中LA28-NP引脚接线图，图4为具体实施方式三中LV28-P引脚接线图，图5为具体实施方式四中电源电路图，图6为系统控制流程图。

具体实施方式