[发明专利]励磁电压控制的电动势闭环串励电动机调压调速控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种励磁电压控制的电动势闭环串励电动机调压调速控制方法。

背景技术

串励电动机具有软机械特性，应用于电力牵引车、电动工具、缝纫机和搅拌机等需软机械特性电动机驱动的设备。调节串励电动机的端电压能够实现对串励电动机驱动系统的调速。采用不同的控制方法调节串励电动机的端电压，能够赋予串励电动机调速驱动系统不同的静态和动态性能。

在调节串励电动机的端电压调速时，若直接对转速作无静差闭环控制，能实现对系统的线性调速，但需增设转速测量装置，增加系统的制造成本，还会使调速系统丧失串励电动机特有的软机械特性。需要研究既能线性调速，又能使系统保持软机械特性，并无需测量转速的调速控制方法。

在调节串励电动机端电压调速时，若增加对串励电动机的电磁转矩控制，则既可提高系统的动态性能，还可调节设定电动机的堵转转矩，并为电动机提供电流过载保护。但常用的电动机转矩控制方法复杂，需要研究基于励磁绕组与电枢绕组串联特征的串励电动机电磁转矩控制的特有方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种励磁电压控制的电动势闭环串励电动机调压调速控制方法，使得串励电动机的转速线性可调、无测速装置、驱动系统具有转矩控制功能和软机械特性。

为实现上述控制要求，本发明所采用的技术方案是：通过控制励磁电压控制串励电动机的电磁转矩，通过闭环控制电动势控制串励电动机的转速，为励磁电压控制的电动势闭环串励电动机调压调速控制方法，

采用脉宽调制方式调节控制串励电动机调速驱动系统中的直流斩波降压调压电源，给串励电动机提供端电压，

具体步骤是：

串励电动机调速驱动系统通电，启动系统中的控制器；

控制器进入第一个控制周期T_c，控制器的控制顺序为：先预设串励电动机的端电压u=0、励磁绕组的总端电压u_f=0和控制器中的积分电压u_I=0，读取系统的电动势输入控制量e^*和系统的励磁绕组最大总端电压设定值U_fm^*，计算串励电动机的电枢电动势e、励磁绕组的总端电压控制值u_f^*和电动机端电压控制值u^*，脉宽调制调节控制串励电动机的端电压u=u^*；

控制器进入第二个控制周期之后，对系统实施以T_c为周期的重复循环测试与控制，控制器的控制顺序为：采集串励电动机的端电压u和串励电动机两个相同励磁绕组中任意一个励磁绕组的端电压0.5u_f，读取系统的电动势输入控制量e^*和系统的励磁绕组最大总端电压设定值U_fm^*，计算串励电动机的电枢电动势e、励磁绕组的总端电压控制值u_f^*和电动机端电压控制值u^*，脉宽调制调节控制串励电动机的端电压u=u^*。

本发明的有益效果是，使控制系统转速线性可调并具有软机械特性；控制系统的串励电动机堵转转矩可调节设定；控制系统的动态响应加快；控制系统为串励电动机提供电流过载保护。

附图说明

图1为本发明方法所应用的串励电动机调速驱动系统实施例的电路原理图；

图2为本发明控制方法对于串励电动机调速驱动系统实施例的控制流程图。

图中，1、数字微控制器；2、电压0.5u_f测量电路；3、电压u测量电路；4、隔离驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，为本发明方法所应用的串励电动机调速驱动系统实施例电路，该串励电动机调速驱动系统包括串励电动机、不可控整流部分及脉宽调制降压斩波电源部分连接而成。

在串励电动机的电枢绕组两端分别串接有励磁绕组L1和L2。

不可控整流部分包括二极管D1～D4、电阻R和电容C，其中的二极管D1与D3的串联支路和二极管D2与D4的串联支路并联，二极管D1与D3之间的连接点、二极管D2与D4之间的连接点同时对外与单相交流电源对应连接；二极管D1与D2的正极同时与电阻R连接，电阻R另一端与二极管D3与D4的负极之间连接有电容C。