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一种用于抽水机上的SRM电机

阅读：1014发布：2020-10-13

专利汇可以提供一种用于抽水机上的SRM电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种用于抽水机上的SRM 电机，属于电动机领域，包括320F2812PGFA主控制器，所述主控制器上连接有供电模块、驱动模块、控制模块、显示模块和检测模块；所述供电模块包括带中心轴头的变压器和桥式整流电路；所述驱动模块包括H桥驱动电路；所述控制模块采用DTC双闭环控制系统；所述显示模块包括液晶与按键电路和保护电路；所述保护电路包括短路保护，采用型号为F5AL250V的柱状保险丝；所述检测模块包括位置检测器和电流检测器，所述位置检测器采用光电式位置传感器；所述电流检测器采用霍尔传感器。本实用新型在现场测试中，叶轮可正反转、高低速平稳运行，实现了SRM的无极调速和免维护运行。，下面是一种用于抽水机上的SRM电机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于抽水机上的SRM电机，其特征在于：包括320F2812PGFA主控制器，所述
320F2812PGFA 主控制器上连接有供电模块、驱动模块、控制模块、显示模块和检测模块；所述供电模块包括带中心抽头的变压器和桥式整流电路；所述驱动模块包括H桥驱动电路；
所述控制模块采用DTC双闭环控制系统，外环是转速反馈环，内含转速调节器，可减少转矩脉动，降低运行噪音；所述显示模块包括液晶与按键电路和保护电路；所述检测模块包括位置检测器和电流检测器。
2.根据权利要求1所述的一种用于抽水机上的SRM电机，其特征在于：所述桥式整流电路包括电源变压器Tr和整流滤波电路，所述H桥驱动电路可控制SRM 转子四相顺序导通，实现正、停、反转运行。
3.根据权利要求1所述的一种用于抽水机上的SRM电机，其特征在于：所述液晶与按键电路采用以AT89C51为控制器的控制电路，液晶用于显示电机转速，按键便于操作；所述保护电路包括过流保护和短路保护，其中，短路保护采用型号为F5AL250V的柱状保险丝。
4.根据权利要求1所述的一种用于抽水机上的SRM电机，其特征在于：所述位置检测器采用光电式位置传感器；所述电流检测器采用霍尔传感器。

说明书全文

一种用于抽水机上的SRM电机

技术领域

[0001] 本实用新型属于电动机领域，具体涉及一种用于抽水机上的SRM电机。

背景技术

[0002] 目前，市场上出现的离心式抽水机，其基本工作原理是：异步电机带动叶轮高速旋转，同时，水在叶片的带动下以涡状形式快速旋转，由于离心力的存在，水涡被高速旋转的叶轮甩离至抽水机轴后方，叶轮处形成真空状态，在大气压的作用下，水源源不断地补充，从而形成连续的抽水状态。因此，在抽水机中，电机与叶轮是整个装置的核心部件。然而，传统异步电机起动转矩小，起动电流大，严重影响了抽水机的起动速度；传统抽水机采用柴油或外部动力作为供给能量，不仅驱动复杂，而且还耗费大量柴油，造成环境污染、资源浪费，提高了使用成本。

[0003] 针对以上情况，本文设计了一种基于四相8/6式开关磁阻电机(SRM)的抽水机叶轮控制系统。SRM采用电力驱动，起动转矩大、起动电流小、市能供电，能很好弥补异步电机的不足，满足叶轮高速旋转的各种要求。发明内容

[0004] 本实用新型的目的是提供一种用于抽水机上的SRM电机，以实现抽水机叶轮控制系统的无极调速。

[0005] 为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

[0006] 一种用于抽水机上的SRM电机，其特征在于：包括320F2812PGFA主控制器，所述320F2812PGFA 主控制器上连接有供电模块、驱动模块、控制模块、显示模块和检测模块；所述供电模块包括带中心抽头的变压器和桥式整流电路；所述驱动模块包括H桥驱动电路；
所述控制模块采用DTC双闭环控制系统，外环是转速反馈环，内含转速调节器，可减少转矩脉动，降低运行噪音；所述显示模块包括液晶与按键电路和保护电路；所述检测模块包括位置检测器和电流检测器。

[0007] 本实用新型的工作原理是：SRM 转子上无绕组和换向器，定子凸极上接有线圈并顺序接通，接通相序的定、转子之间产生磁通，而电机旋转的实现遵循了磁阻最小原理，即转子总是沿着磁阻最小的方向旋转，转子根据四相导通顺序的不同，实现正、反转运行。220V交流市电经不同变比的变压器和桥式整流电路变为供控制电路使用的5V直流电和SRM电机使用的220V交流电，320F2812PGFA主控制器采用DTC双闭环控制系统控制整个电路，并实时检测位置检测器捕获的转子位置和电流检测器检测到的相电流，该信号经主控制器数字处理和逻辑判断后，使SRM电机的转子转矩和磁链按照预定值运行，从而可以精确控制叶轮的转速和旋转时刻。

[0008] 本实用新型与现有技术相比的有益效果体现在：

[0009] 本实用新型采用TI公司推出的型号为320F2812PGFA的高性能电机专用控制芯片作为主控制器，提高了控制精度，缩短了响应时间；采用带中心抽头的变压器和桥式整流电路，平缓负载所需电压波形，实现了5V直流电和220V交流电的双重输出；采用H桥驱动电路，换相精准，采用MOSFET开关管，导通与关断时刻精确；采用DTC双闭环控制系统，不仅可以减少转矩脉动，降低运行噪音，而且还可以提高电机控制精度，增加调速范围；采用液晶与按键电路，便于读取转子转速和按键控制；采用型号为F5AL250V的柱状保险丝，可以防止短路时对器件的损坏；采用位置检测器和电流检测器，有利于主控制器实时检测转子位置和相电流大小。附图说明

[0010] 图1为本实用新型的叶轮控制系统结构框图。

[0011] 图2为本实用新型的供电及驱动电路图

[0012] 图3为本实用新型的DTC双闭环控制系统框图

具体实施方式

[0013] 下面结合附图对本实用新型做详细的说明：

[0014] 如图1所示，一种用于抽水机上的SRM电机，包括320F2812PGFA主控制器，所述320F2812PGFA主控制器上连接有供电模块、驱动模块、控制模块、显示模块和检测模块；所述供电模块包括带中心抽头的变压器和桥式整流电路，变压器可产生约220V交流电和约
3.5V交流电，3.5V交流电再经过整流滤波电路变为5V直流电；所述驱动模块包括H桥驱动电路，所述H桥驱动电路可控制SRM转子四相顺序导通，实现正、停、反转运行；所述控制模块采用DTC双闭环控制系统，外环是转速反馈环，内含转速调节器，可减少转矩脉动，降低运行噪音；所述显示模块包括液晶与按键电路和保护电路，所述液晶与按键电路采用以AT89C51为控制器的控制电路，液晶用于显示电机转速，按键便于操作；所述保护电路包括过流保护和短路保护，其中，短路保护采用型号为F5AL250V 的柱状保险丝；所述检测模块包括位置检测器和电流检测器，所述位置检测器采用光电式位置传感器；所述电流检测器采用霍尔传感器。

[0015] 如图2所示，供电及驱动模块包括桥式整流电路和H桥驱动电路。

[0016] 其中，桥式整流电路包括带中心抽头的变压器Tr和整流滤波电路。在SRM调速系统中，电机控制电路需5V直流电压驱动，而电机本身运行需要220V交流电。因此，为了满足整个系统的供电需求，设计出了一种带中心抽头的变压器Tr。根据变比的不同，Tr结构分为约220V交流供电和约3.5V交流供电两部分电路。变压器经220：3.5的变比降压之后，将3.5V交流电送至桥式整流电路，D1～D4为四个接成电桥形式的整流二极管，由于交流电压正负交替变化，二极管按照D1D3、D2D4的顺序依次导通，从而将正弦交流电压波形的负半轴整流为正半轴。并联电容器C为滤波电容，可滤除谐波，只留下电压波形峰值。

[0017] H桥驱动电路如图2右上部分所示。C1为滤波电容，R1为保护电阻，当断电时可提供回路。A、B、C、D为开关磁阻电机的四相绕组，VA、VB、VC、VD为MOS管，VD1～VD4为四只续流二极管，主控制器发出控制指令，电机定子线圈按照AB-BC-CD-DA-AB顺序依次导通。若VA和VB同时导通，接通顺序为VA—A—B—VB；若VA关断，VB和VC导通，接通顺序为VC—C—B—VB。A相电流通过续流二极管VD1和VD2实现能量回馈。由于，SRM定子凸极上接有线圈并按此顺序接通，接通相序的定、转子之间产生磁通，而电机旋转的实现遵循了磁阻最小原理，即转子总是沿着磁阻最小的方向旋转，转子根据四相导通顺序的不同，实现正、反转运行。

[0018] 如图3所示，DTC双闭环控制系统框图，外环是转速反馈环，内含转速调节器，主要用于调节电机转矩以达到预定转矩T*；内环采用磁链反馈环，电机的实际转矩T可作为测量磁链的参考值。转矩误差△T和磁链误差△ψ在滞环比较器中分别进行滞环比较，经查表得出的电压矢量值作为H桥控制电路的电压输入值，进而可以实现SRM的直接转矩控制。

[0019] 由于DTC双闭环控制系统是通过直接控制电机转矩和磁链来减少电机输出转矩的，因此，该控制系统不仅可以减少转矩脉动，降低运行噪音，而且还可以提高电机控制精度，增加调速范围。

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