基于虚拟仪器开关磁阻电机监控系统

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1、基于虚拟仪器开关磁阻电机监控系统　　摘要：为了提高开关磁阻电机控制系统的实用性和可靠性，利用NI虚拟仪器构建了监控系统，可以实时监测和调整电机运行时的重要参数。该方案以装有数据采集卡的PC机和DSP作为硬件基础，利用LabVIEW软件将各类传感器传送的信号进行实时处理，同时记录和显示各项数据，然后再利用相应的算法完成对数据的分析。DSP则作为PC机故障时的备用系统。实验证明，该控制系统的实用性和可靠性比之前大大提高。关键词：开关磁阻电机；虚拟仪器；传感器；监控系统中图分类号：TN964?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）14?013

2、7?03MonitoringsystemofswitchedreluctancemotorbasedonvirtualinstrumentsFULong?fei（StateNuclearPowerDemonstrationPlantCo.，Ltd.，Rongcheng264300，China）Abstract：Inordertoimprovethepracticabilityandreliabilityofthecontrolsystemofswitchedreluctancemotor（SRM），amonitoringsystemwasmade10bas

3、edontheNIvirtualinstrument.Thissystemcanbeappliedtothereal?timemonitoringandadjustmentoftheimportantparametersofrunningmotors.TheschemetakesacomputerwithdataacquisitioncardandaDSPasbasichardwaresofthissystem，andutilizespowerfulsoftwareLabVIEWtoprocessthesignalstransmittedbyallkind

4、sofsensorsintime，aswellasrecordanddisplayeachdatasimultaneously.Acorrespondingalgorithmisusedtoanalyzethosedata.DSPisthestandbyequipmentwhenthePCgoeswrong.Experimentsshowthepracticabilityandreliabilityofthecontrolsystemhasbeengreatlyenhanced.Keywords：switchedreluctancemotor；virtua

5、linstrument；sensor；monitoringsystem10开关磁阻电机（SRM）的结构和工作原理比较简单，容错性能好，且在低速时只需较小电流便可获取较大转矩，高速时恒功率区范围较宽，可以用在煤矿、纺织、化工、电动汽车等工作环境较恶劣的场所。但由于SRM定子、转子的双凸极结构、绕组电流的非正弦特性以及铁心磁通密度的深度饱和，使得SRM的平稳控制比较难以实现，尤其是在降低其运行时的噪声方面[1]。目前常见的SRM控制系统往往侧重于电机性能的单一方面，不能很好地实现多种参数的综合调节。如果控制系统可以实时反映SRM在运行状态时的各项重要参数，并且

6、进行统筹分析，将使得工作效率大大提高。虚拟仪器的数据处理能力强大，操作界面友好，同时其开发周期短，体积小，受到越来越广泛的关注[2]。本文中的数据是采用美国NI公司推出的PCI?6143数据采集卡，并以LabVIEW8.6为开发环境编写程序而获取的[2?3]。考虑到该系统可能在比较恶劣的工作环境下使用，为了更安全有效地实现实时控制，同时利用DSP作为PC机的备用处理器。实验用样机是一台8/6极，功率为150W的SRM。1开关磁阻电机监控系统组成SRM运行监控系统主要由SRM驱动系统及各类传感器、数据采集卡、PC机以及DSP组成[4]。系统结构框图如图1所示

7、。1.1相电压信号检测10相电压是反映SRM启动、稳定运行、调速或者制动状态的一个重要参数。利用霍尔电压传感器测量相电压作为主测量回路。霍尔电压传感器的初级线圈并联于电机某一相绕组两端。为了使其工作在最佳状态，应在初级线圈串联适当大小的电阻，最好是可调电阻。霍尔电压传感器的次级线圈则串联一个阻值适当的精密电阻，通过运算放大器处理后接入数据采集卡。考虑到过电压时霍尔传感器容易烧坏，采用电阻分压电路作为备用电压测量回路。通过测量分压电阻两端的电压，可以用推算出SRM相电压。这种方法简单易行，但精度比较低。需要注意的是，测量电路与主电路之间需要有光电耦合器隔离开

8、来，以免两个回路之间互相影响[5]。图1SRM监控系统结构框图1.