一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统，包括PC机、控制器、悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块、转子位置检测模块、主绕组功率变换模块、悬浮绕组功率变换模块和无轴承开关磁阻电机本体。优点：该实验平台可用于无轴承开关磁阻电机控制策略研究和控制算法研究的实验验证。

【技术实现步骤摘要】
一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统
本技术涉及电子控制
，具体为一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统。
技术介绍
无轴承开关磁阻电机兼具开关磁阻电机和磁轴承的特点，具有结构简单、输出功率范围宽、可高速运行等优点，具有广阔的应用前景。但是由于在电机定子绕组上装叠了转子悬浮绕组，使无轴承开关磁阻电机系统具有复杂的非线性、强耦合特性，导致电机控制算法复杂，目前还较少发现无轴承开关磁阻电机的工程应用。虽然通过虚拟仿真平台可以完成无轴承开关磁阻电机的仿真实验，但是仿真环境与实际物理工程环境还是存在着诸多差异。因此，搭建无轴承开关磁阻电机控制实验系统，用于电机控制策略研究实验，对于推广无轴承开关磁阻电机的工程应用，具有一定的实际价值。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统，为无轴承开关磁阻电机控制策略研究提供实验环境，加快无轴承开关磁阻电机的工程应用。本技术提出一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统，能使单线圈振弦传感器的振荡幅度不变且能实现连续振荡。本技术所采取的技术方案是：一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统，包括PC机、控制器、悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块、转子位置检测模块、主绕组功率变换模块、悬浮绕组功率变换模块和无轴承开关磁阻电机；所述无轴承开关磁阻电机为12/8三相双绕组无轴承开关磁阻电机；所述PC机通过USB接口与控制器相连；所述控制器输入端口分别与悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块和转子位置检测模块连接，控制器输出端口分别与主绕组功率变换模块和悬浮绕组功率变换模块的输入端连接；所述主绕组功率变换模块包括驱动电路、不对称半桥功率逆变电路和光电耦合电路，主绕组功率变换模块输出端与无轴承开关磁阻电机的电机主绕组连接；所述悬浮绕组功率变换模块包括驱动电路、三相半桥功率逆变电路和光电耦合电路，悬浮绕组功率变换模块输出端与无轴承开关磁阻电机的电机悬浮绕组连接。所述转子位置检测模块选用NE-2048-2MD光电编码器；所述径向位移检测模块由四个YDYT9800一体化电涡流位移传感器和信号调理电路组成，电涡流传感器两两相对同轴安装，两组传感器轴线垂直；悬浮绕组电流检测模块和主绕组电流检测模块都由霍尔电流传感器和信号调理电路组成。优选地，控制器由TI公司的DSP处理芯片TMS320F28335和ALTERA公司EPM570T144C5N组合而成，协作完成数据采集和控制任务。本技术的有益效果是：本无轴承开关磁阻电机控制实验系统，可用于无轴承开关磁阻电机控制策略研究和控制算法研究的实验验证；为无轴承开关磁阻电机控制策略研究提供实验环境，加快无轴承开关磁阻电机的工程应用。附图说明图1是实施例的无轴承开关磁阻电机控制实验系统的原理框图。具体实施方式下面对本技术技术方案进行详细说明，但是本技术的保护范围不局限于所述实施例。为使本技术的内容更加明显易懂，以下结合附图1和具体实施方式做进一步的描述。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例如图1所示，图1示出了本技术实施例提供的一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统的原理框图，包括PC机、控制器、悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块、转子位置检测模块、主绕组功率变换模块、悬浮绕组功率变换模块和无轴承开关磁阻电机。无轴承开关磁阻电机为12/8三相双绕组无轴承开关磁阻电机；PC机通过USB接口与控制器相连；控制器输入端口分别与悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块和转子位置检测模块连接，控制器输出端口分别与主绕组功率变换模块和悬浮绕组功率变换模块的输入端连接。主绕组功率变换模块包括驱动电路、不对称半桥功率逆变电路和光电耦合电路，主绕组功率变换模块输出端与无轴承开关磁阻电机的电机主绕组连接。悬浮绕组功率变换模块包括驱动电路、三相半桥功率逆变电路和光电耦合电路，悬浮绕组功率变换模块输出端与无轴承开关磁阻电机的电机悬浮绕组连接。转子位置检测模块选用NE-2048-2MD光电编码器；径向位移检测模块由四个YDYT9800一体化电涡流位移传感器和信号调理电路组成，电涡流传感器两两相对同轴安装，两组传感器轴线垂直；悬浮绕组电流检测模块和主绕组电流检测模块都由霍尔电流传感器和信号调理电路组成。控制器由TI公司的DSP处理芯片TMS320F28335和ALTERA公司EPM570T144C5N组合而成，协作完成数据采集和控制任务。本实施例无轴承开关磁阻电机控制实验系统的工作原理：转子位置检测模块的光电编码器的光栅盘与无轴承开关磁阻电机的电机转子同轴安装，转子旋转过程中，光电检测装置输出脉冲波形送入控制器，通过脉冲信号可测量转子角度、转速。与电机主绕组和悬浮绕组串联的霍尔电流传感器，分别检测主绕组和悬浮绕组电流值，经信号调理电路调理后，送入控制器。两组电涡流传感器检测转子X与Y方向的径向位移，转换为电压信号经调理电路调理后送入控制器。控制器基于采集到的以上输入信号和控制期望值，执行控制策略程序，输出PWM驱动信号作用于主绕组功率变换模块和悬浮绕组功率变换模块，从而控制主绕组和悬浮绕组的电流，实现转子稳定悬浮和期望转矩、转速运行。凡本技术说明书中未作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统，其特征在于：包括PC机、控制器、悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块、转子位置检测模块、主绕组功率变换模块、悬浮绕组功率变换模块和无轴承开关磁阻电机；/n所述无轴承开关磁阻电机为12/8三相双绕组无轴承开关磁阻电机；所述PC机通过USB接口与控制器相连；所述控制器输入端口分别与悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块和转子位置检测模块连接，控制器输出端口分别与主绕组功率变换模块和悬浮绕组功率变换模块的输入端连接；/n所述主绕组功率变换模块包括驱动电路、不对称半桥功率逆变电路和光电耦合电路，主绕组功率变换模块输出端与无轴承开关磁阻电机的电机主绕组连接；/n所述悬浮绕组功率变换模块包括驱动电路、三相半桥功率逆变电路和光电耦合电路，悬浮绕组功率变换模块输出端与无轴承开关磁阻电机的电机悬浮绕组连接；/n所述转子位置检测模块选用NE-2048-2MD光电编码器；所述径向位移检测模块由四个YDYT9800一体化电涡流位移传感器和信号调理电路组成，电涡流传感器两两相对同轴安装，两组传感器轴线垂直；悬浮绕组电流检测模块和主绕组电流检测模块都由霍尔电流传感器和信号调理电路组成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无轴承开关磁阻电机控制实验系统，其特征在于：包括PC机、控制器、悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块、转子位置检测模块、主绕组功率变换模块、悬浮绕组功率变换模块和无轴承开关磁阻电机；
所述无轴承开关磁阻电机为12/8三相双绕组无轴承开关磁阻电机；所述PC机通过USB接口与控制器相连；所述控制器输入端口分别与悬浮绕组电流检测模块、主绕组电流检测模块、径向位移检测模块和转子位置检测模块连接，控制器输出端口分别与主绕组功率变换模块和悬浮绕组功率变换模块的输入端连接；
所述主绕组功率变换模块包括驱动电路、不对称半桥功率逆变电路和光电耦合电路，主绕组功率变换模块输出端与无轴承开关磁阻电机的电机主绕组连接；

【专利技术属性】
技术研发人员：段向军，兴志，张汉年，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32