【正文】 1) 開關(guān)磁阻電機(jī) 開關(guān)磁阻電機(jī)是 開關(guān)磁阻電機(jī) 速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的關(guān)鍵 。 2) 功率轉(zhuǎn)換器 功率轉(zhuǎn)換器是一個(gè)為開關(guān)磁阻電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)和電能的電路裝置。依靠功率轉(zhuǎn)換器的開關(guān)狀態(tài)來合理控制完成調(diào)速。功率轉(zhuǎn)換器的成在整個(gè)開關(guān)磁阻電機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中占很大比重 ,從而選擇和設(shè)計(jì)合適的功率轉(zhuǎn)換器是開關(guān)磁阻電機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中提高性價(jià)比的關(guān)鍵因素之一。 3）控制器 控制器是中樞系統(tǒng)和將起到重要的作用?？刂破鞯墓δ?，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，處理外部輸入指令，速度反饋信號(hào)，電流傳感器反饋信息和位置傳感器與控制工作狀態(tài)的主要開關(guān)設(shè)備電力轉(zhuǎn)換器，因此，實(shí)現(xiàn)控制的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，滿足運(yùn)行要求。 4）檢測器 為了使開關(guān)磁 阻電機(jī)正常運(yùn)行，相應(yīng)的相繞組轉(zhuǎn)子導(dǎo)電時(shí)必須去某些位置和各階段轉(zhuǎn)換繞組應(yīng)正確。否則，電機(jī)不但不能按要求操作，而且可能發(fā)生如電機(jī)反轉(zhuǎn)，停止或旋轉(zhuǎn)隨機(jī)的現(xiàn)象。為了獲得在馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)位置，角度 位移傳感器必須安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子位置來輸出正確的信息。這也是開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)和其它電機(jī)一個(gè)很明顯的區(qū)別。 III. 開關(guān)磁阻電機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用的控制器 采用單片機(jī)和硬件電路相結(jié)合的方法來對開關(guān)磁阻電機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。硬件電路負(fù)責(zé)監(jiān)管任務(wù)而單片機(jī)快速完成復(fù)雜的功能 ,例如邏輯及參數(shù)設(shè)置。采用 AT89C51 單片機(jī)作為控制器的核心部件 ,除此之外 ,其他控制電路例如位置檢測器、電流和電壓檢測器、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、模擬和數(shù)字輸入、輸出電路和顯示電路等也一樣。開關(guān)磁阻電機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制框圖如圖 2 所示。 、去推動(dòng)級(jí)電路外部操作電路過壓、欠壓保護(hù)電路轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)速給定電路鎖相倍頻輸入電路位置傳感器信號(hào)輸入電路及相中斷電路晶振電路單片機(jī)復(fù)位電路顯示電路 相信號(hào)輸出端口電路及 換向控制電路/ 轉(zhuǎn)換及低速 斬 波電路邏輯與電路限流保護(hù)電路 圖 2 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) AT89C51 單片機(jī)控制的重要組成部分，它的功能是將給定的外部旋轉(zhuǎn)速度值與電機(jī)速度的實(shí)際值進(jìn)行比較，然后根據(jù)之前確定 PID 調(diào)節(jié)公式計(jì)算可控變量 (主要包括電流斬波的基礎(chǔ)值 Ig 和電機(jī)繞組角度 θon)，最后，基于外部操作要求 (旋轉(zhuǎn)時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) )和位置傳感器的波狀決定相應(yīng)的輸出信號(hào)。此外，也有一些單片機(jī)完成顯示功能，例如，過電壓、低電壓、超載和系統(tǒng)狀態(tài)等等。 （ 1）位置傳感器信號(hào)輸入電路的作用是將電機(jī)上的位置傳感器信號(hào)波形輸入提供給單片機(jī)，同時(shí)還兼?zhèn)涓綦x保護(hù)作用。單片機(jī)根據(jù)該電路提供的波形可以確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置從而決定相應(yīng)輸出信號(hào)，另外還可以根據(jù)傳感器波形周期計(jì)算出電機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度值以便進(jìn)行 PID 運(yùn)算及其他功能處理。 （ 2）相中斷電路的作用主要是當(dāng)位置傳感器波形狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)給單片機(jī)從 而為下一相相信號(hào)輸出做準(zhǔn)備。 （ 3）鎖相倍頻電路的作用是將位置傳感器信號(hào)周期倍頻。從而是計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確在導(dǎo)通角和關(guān)鍵角處輸出相應(yīng)的相通斷信號(hào)。 （ 4） A/D 轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)速給定電路是將用戶設(shè)置的模擬轉(zhuǎn)速給定值通過 A/D 轉(zhuǎn)換模塊變換為數(shù)字量輸入給計(jì)算機(jī)。 （ 5）過壓、欠壓保護(hù)電路的作用是當(dāng)功率電路的電壓超過規(guī)定電壓值和控制電源電壓低于給定值時(shí)給計(jì)算機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)從而是計(jì)算機(jī)做出相應(yīng)處理及保護(hù)措施。 （ 6）外部操作電路的主要作用是將用戶要求，比如起到、停車、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、電動(dòng)、制動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)及聯(lián)鎖控制信息等輸入給計(jì)算機(jī)，同時(shí)又 起到與外部隔離作用。 （ 7）復(fù)位電路主要分為：上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位及自動(dòng)復(fù)位。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障是通過分為使其回復(fù)到正常狀態(tài)。 （ 8）顯示電路的作用是顯示電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)。主要有給定轉(zhuǎn)速顯示、給定速度與實(shí)際速度同步、過載及堵轉(zhuǎn)顯示、過壓及欠壓顯示、運(yùn)行顯示及電源顯示等。 （ 9）相信號(hào)輸出接口電路的作用是將單片機(jī)輸出的相應(yīng)相信號(hào)輸出給外部接口電路從而起到與單片機(jī)接口隔離的作用；轉(zhuǎn)向控制電路的作用是根據(jù)使用者的操作要求決定電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)向：正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。 （ 10） D/A 轉(zhuǎn)換及低速斬波電路的作用是當(dāng)電機(jī)運(yùn)行低于低 速區(qū)域時(shí)，將被控變量通過 D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量與電機(jī)繞組的實(shí)際電流值進(jìn)行比較從而控制電機(jī)繞組峰值電流。 （ 11）限流保護(hù)電路的作用是當(dāng)電機(jī)繞組電流超過額定電流值時(shí)輸出信號(hào)從而使所有相輸出信號(hào)處于關(guān)斷狀態(tài)，起到保護(hù)主電路大功率晶體管及電機(jī)繞組的作用。 （ 12）邏輯與電路的作用是將上述三者信號(hào)進(jìn)行邏輯與處理后輸出至相應(yīng)的推動(dòng)級(jí)電路進(jìn)行放大、隔離來驅(qū)動(dòng)功率電路。 IV. 開關(guān)磁阻電機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) AT89C51 單片機(jī)軟件編程控制器的使用的是匯編語言。模塊化設(shè)計(jì)用于提高文檔的可讀性和可移植性。在該控制系統(tǒng)中 ,控制軟件應(yīng)滿足以下要求： 1）以確保電機(jī)無死區(qū)以及在開始擁有足夠大的啟動(dòng)力矩降低扭矩脈動(dòng)啟動(dòng)過程。 2）能實(shí)現(xiàn)電機(jī)在兩個(gè)工作狀態(tài)平穩(wěn)過渡 ,即低速電流斬波和高速度的角度位置。 3）能夠接收和外部故障信號(hào)進(jìn)行判斷和保護(hù)信號(hào)，診斷和顯示故障及獲得相應(yīng)的預(yù)防措施。 4）在軟件程序中使用模塊化方法，盡量少通過變量和標(biāo)志在子程序和傳遞參數(shù)之間產(chǎn)生關(guān)系。 軟件編程包含有主程序 ,啟動(dòng)模塊 ,運(yùn)行模塊和中斷模塊。主程序流程如圖 3。 開始獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速值過電壓或低電壓是是否開始按鈕是否按下設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)方向電機(jī)是否靜止否否啟 動(dòng) 程 序執(zhí) 行 程 序過壓、欠壓保護(hù)子程序 圖 3 控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) V. 基于 SRM 的跳汰機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng) A．跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 為了產(chǎn)品及時(shí)和不斷的排放，為獨(dú)立的產(chǎn)品保持穩(wěn)定和適當(dāng)?shù)拿簩雍穸?，現(xiàn)代跳汰機(jī)都用自動(dòng)排料設(shè)備。跳汰機(jī)的自動(dòng)排料裝置主要由跳汰機(jī)篩板、插板、傳感器、泵、電磁閥、液壓缸組成。 圖 4 介紹了跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。浮子傳感器位移傳感器浮子液壓缸電磁換向閥溢流孔油箱葉片泵控制信號(hào)控制設(shè)備插板風(fēng)箱篩板開關(guān)磁阻電機(jī) 圖 B．開關(guān)磁阻電機(jī)在跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)中的應(yīng)用 跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)的目的是通過控制排放數(shù)量保持床層厚度在跳汰室的穩(wěn)定。床厚度穩(wěn)定是使跳汰機(jī)保持更好分離狀態(tài)的重要條件，因此，需強(qiáng)烈地注意跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)。跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)控制的基本原理是檢測在跳汰室中的浮床厚度，然后跳汰床厚度信號(hào)被送去控制器，根據(jù)給定的床厚度和實(shí)際反饋床厚度比較，通過控制算法計(jì)算來使控制器輸出信號(hào)控制流量閥或手推車，從而，控制排放的數(shù)量和穩(wěn)定床厚度。 圖 5 說明了通過開關(guān)磁阻電機(jī)控制的跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 功率轉(zhuǎn)換器開關(guān)磁阻電機(jī)放電葉片輪相電流檢測器位置檢測器A/DAT8 9C51Us轉(zhuǎn)速信號(hào)給定速度 圖 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)跳汰機(jī)物料排放裝置能更好的獲得優(yōu)質(zhì)質(zhì)量煤炭，改善分離密度，提高生產(chǎn)效果和能力。 VI．結(jié)論 從跳汰機(jī)物料排放裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來看，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制技術(shù)應(yīng)用在自動(dòng)排料系統(tǒng)已被接受。 在這個(gè)系統(tǒng)中 ,性能較高的開關(guān)磁阻電機(jī)是用來取代傳統(tǒng)的異步電機(jī)。開關(guān)磁阻電機(jī)的特點(diǎn)，如適合經(jīng)常在不利的環(huán)境條件啟動(dòng)、高溫、甚至強(qiáng)烈振動(dòng)條件下，能被充分利用。因此，基于開關(guān)磁阻電機(jī)的跳汰機(jī)自動(dòng)排料系統(tǒng)是可行的并且可以在穩(wěn)定潔凈煤灰分、減少潔凈煤損失、提高產(chǎn)品質(zhì)量、分離效率發(fā)揮重要的作用。