可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及其方法，羅氏線圈電流傳感器分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入引腳相連接，電壓變送器也分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入引腳相連接,所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同上位機(jī)相連接，所述的上位機(jī)帶有反電動(dòng)勢檢測模塊，所述的上位機(jī)中還包含有VISA模塊，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還通過RS232接口同上位機(jī)相連接，所述的上位機(jī)帶有基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊，并結(jié)合其方法可有效避免現(xiàn)有技術(shù)中的目前還沒有一種實(shí)現(xiàn)容易并且維護(hù)性好的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)直觀的跟蹤永磁同步電機(jī)定子的反電動(dòng)勢的方法的缺陷。
【專利說明】可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于永磁同步電機(jī)定子反電動(dòng)勢【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、可靠性高。由于上述結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使得永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子上無勵(lì)磁損耗，無電刷和滑環(huán)之間的磨擦損耗和接觸電損耗。
[0003]另一方面在永磁同步電機(jī)中，為準(zhǔn)確估算電機(jī)轉(zhuǎn)矩，在兩相靜止坐標(biāo)系下使用其他的檢測裝置觀測電機(jī)反電動(dòng)勢，進(jìn)而計(jì)算轉(zhuǎn)矩，然而在兩相靜止坐標(biāo)系下使用其他的檢測裝置觀測電機(jī)反電動(dòng)勢會導(dǎo)致額外的監(jiān)測空間的被占用，在空間容積緊湊的地方往往會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度加大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的提供一種可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及其方法，羅氏線圈電流傳感器分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第一輸入引腳、第二輸入引腳和第三輸入引腳相連接，電壓變送器分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第四輸入引腳、第五輸入引腳和第六輸入引腳相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還通過RS232接口同上位機(jī)相連接，所述的上位機(jī)帶有基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊，所述的上位機(jī)中還包含有VISA模塊，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還通過RS232接口同上位機(jī)相連接，所述的上位機(jī)帶有基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊，所述的上位機(jī)中還包含有VISA模塊，并結(jié)合其方法可有效避免現(xiàn)有技術(shù)中的在兩相靜止坐標(biāo)系下使用其他的檢測裝置觀測電機(jī)反電動(dòng)勢會導(dǎo)致額外的監(jiān)測空間的被占用，在空間容積緊湊的地方往往會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度加大的缺陷。
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及其方法的解決方案，具體如下:
[0006]一種可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，包括在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組、B相繞組和C組繞組旁分別設(shè)置有第一羅氏線圈電流傳感器1、第二羅氏線圈電流傳感器2和第三羅氏線圈電流傳感器3，所述的第一羅氏線圈電流傳感器1、第二羅氏線圈電流傳感器2和第三羅氏線圈電流傳感器3能夠分別感應(yīng)出三相繞組的A相繞組、B相繞組和C組繞組的電流，所述的第一羅氏線圈電流傳感器1、第二羅氏線圈電流傳感器2和第三羅氏線圈電流傳感器3分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的第一輸入引腳5、第二輸入引腳6和第三輸入引腳7相連接,另外第一電壓變送器11連接在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組的A相繞組和B相繞組之間，第二電壓變送器12連接在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組的B相繞組和C相繞組之間，第三電壓變送器13連接在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組的A相繞組和C相繞組之間，所述的第一電壓變送器11、第二電壓變送器12和第三電壓變送器13分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的第四輸入引腳14、第五輸入引腳15和第六輸入引腳16相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4還通過RS232接口 8同上位機(jī)9相連接，所述的上位機(jī)9帶有基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10，所述的上位機(jī)9中還包含有VISA模塊。
[0007]所述的基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10包括有人機(jī)交互界面，所述的人機(jī)交互界面包括操作界面部分與顯示界面部分，所述的操作界面部分為通過對操作界面的進(jìn)行操作后就能經(jīng)過基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10對上位機(jī)9發(fā)送指令；所述的顯示界面部分分為波形顯示部分和儀表顯示部分，所述的波形顯示部分能夠檢測到選定范圍內(nèi)永磁同步電機(jī)的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢數(shù)據(jù)的整個(gè)變化過程；所述的儀表顯示部分能夠穩(wěn)定顯示永磁同步電機(jī)的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢的數(shù)據(jù)。
[0008]所述的波形顯示部分通過波形顯示窗口顯示永磁同步電機(jī)的定子電流的幅值-時(shí)間曲線，所述的儀器顯示部分包括有兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域，所述的兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域分別用來表示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢值范圍和永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢值范圍，所述的兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域的下方各自設(shè)置有一個(gè)指針狀圖標(biāo)，所述的兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域的上方分別設(shè)置有用來顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢值的文本框和用來顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢值的文本框。
[0009]所述的操作界面部分包括串口參數(shù)設(shè)置部分、波形選擇部分、波形調(diào)整部分、控制部分以及波形顯示參數(shù)設(shè)置部分，所述的串口參數(shù)設(shè)置部分用于對串口通信的參數(shù)的初始化，所述的串口參數(shù)設(shè)置部分包括有用于串行端口號選擇的選擇框和用于設(shè)置串口通信波特率的文本框，所述的用于串行端口號選擇的選擇框中預(yù)設(shè)的選擇值為上位機(jī)9能夠識別的串行端口號，所述的波形顯示參數(shù)設(shè)置部分包括用來設(shè)置數(shù)據(jù)IQ格式的轉(zhuǎn)換模式的文本框、用來設(shè)置緩存大小的文本框以及用來設(shè)置采樣頻率的文本框，所述的波形調(diào)整部分包括用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值的文本框、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間的文本框、用于設(shè)置游標(biāo)刻度值的文本框以及用于波形移動(dòng)的左右拉條，這樣幅值和時(shí)間刻度還可以根據(jù)需要進(jìn)行放大和縮小，以便于對波形細(xì)部進(jìn)行分析。實(shí)現(xiàn)波形顯示后，還可以通過面板上的時(shí)間幅值游標(biāo)對波形時(shí)間和幅值的大小進(jìn)行測量，實(shí)現(xiàn)對被測量的定量分析，所述的控制部分包括開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕，所述的開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕分別對被測波形執(zhí)行啟動(dòng)、暫停運(yùn)行和終止運(yùn)行的控制，所述的波形選擇部分包括用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框和用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框，這樣就能通過選擇后在波形顯示窗口顯示對應(yīng)選擇的繞組的反電動(dòng)勢波形圖。
[0010]所述的可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的方法，步驟如下:
[0011]步驟1:首先啟動(dòng)可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，第一羅氏線圈電流傳感器1、第二羅氏線圈電流傳感器2和第三羅氏線圈電流傳感器3、第一電壓變送器11、第二電壓變送器12和第三電壓變送器13分別對永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓以及A相和C相之間的線電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并把采集到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流值、B相繞組的電流值、C組繞組的電流值、A相和B相之間的線電壓值、B相和C相之間的線電壓值以及A相和C相之間的線電壓值傳遞到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，并通過基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10運(yùn)行人機(jī)交互界面，在人機(jī)交互界面上串口參數(shù)設(shè)置部分選擇串行端口號和串口通信波特率，并讓串口通信波特率同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設(shè)置的串口通信波特率一致；
[0012]步驟2:在基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10的其他地方對串口通信的奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)比特位和停止位進(jìn)行設(shè)置，所述的對串口通信的奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設(shè)置的值分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設(shè)置的串口通信的奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設(shè)置的值一致；
[0013]步驟3:另外在用來設(shè)置數(shù)據(jù)IQ格式的轉(zhuǎn)換模式的文本框、用來設(shè)置緩存大小的文本框以及用來設(shè)置采樣頻率的文本框中分別進(jìn)行對數(shù)據(jù)IQ格式的轉(zhuǎn)換模式、緩存大小以及采樣頻率的設(shè)置，通過用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕進(jìn)行對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇，通過用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕以及用于設(shè)置游標(biāo)刻度值的文本框分別進(jìn)行是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進(jìn)行測量做出選擇、是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間進(jìn)行測量做出選擇以及設(shè)置游標(biāo)刻度值；
[0014]步驟4:通過點(diǎn)選用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框或者用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框來選擇在波形顯示窗口顯示的反電動(dòng)勢波形類別，這樣就完成了初始化設(shè)置；
[0015]步驟5:然后當(dāng)點(diǎn)擊了開始按鈕后，所述的基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10就把測量指令通過RS232接口 8發(fā)送到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，所述的測量指令包括有初始化設(shè)置的信息，并且基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10在內(nèi)存中設(shè)置有用來保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息的數(shù)組，每次在保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息之前，先把當(dāng)前初始化設(shè)置的信息同上一次保存在該數(shù)組中的上一次初始化設(shè)置的信息相比較，如果有差異，就將當(dāng)前初始化設(shè)置的信息保存到用來保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息的數(shù)組中，如果沒有差異，用來保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息的數(shù)組的數(shù)據(jù)保持不變；
[0016]步驟6:當(dāng)基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4接收到經(jīng)由RS232接口 8傳遞來的包括有初始化設(shè)置的信息的測量指令，就會根據(jù)初始化設(shè)置的信息中的選擇在波形顯示窗口顯示的反電動(dòng)勢波形類別和對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇把實(shí)時(shí)采集的同能推導(dǎo)出與反電動(dòng)勢波形類別相對應(yīng)的反電動(dòng)勢相關(guān)的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)通過選擇的通道發(fā)送到上位機(jī)9中；
[0017]步驟7:上位機(jī)9接收到電流數(shù)據(jù)后，基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10就設(shè)置緩存區(qū)來存儲接收到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)，串口通信每次以4個(gè)字節(jié)為一組的收發(fā)數(shù)據(jù)，接收到的電流輸數(shù)據(jù)為IQ格式的數(shù)據(jù)，這樣再經(jīng)過格式轉(zhuǎn)化將接收到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成普通十進(jìn)制有符號數(shù)所表示的波形真實(shí)數(shù)據(jù)，格式轉(zhuǎn)化的具體方式為先判斷接收到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)的正負(fù)號屬性來導(dǎo)出有符號數(shù)，有符號數(shù)再經(jīng)過逆運(yùn)算即可得到永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓的真實(shí)數(shù)據(jù)，而永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓的真實(shí)數(shù)據(jù)分別為ia、ib、ie、uab、ub。以及ua。，而基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10就通過公式(I)、公式(2)和公式(3)來分別導(dǎo)出永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢或者C相繞組的反電動(dòng)勢，所述的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢和C相繞組的反電動(dòng)勢分別表示為ea、eb以及e。:
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(3)
[0021]其中p為微分算子，L為永磁同步電機(jī)定子相繞組自感和互感之差，這樣導(dǎo)出的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢或者C相繞組的反電動(dòng)勢，再通過導(dǎo)出的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢或者C相繞組的反電動(dòng)勢結(jié)合公式(4)導(dǎo)出永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢ea和永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢ee:

【權(quán)利要求】
1.一種可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組、B相繞組和C組繞組旁分別設(shè)置有第一羅氏線圈電流傳感器、第二羅氏線圈電流傳感器和第三羅氏線圈電流傳感器，所述的第一羅氏線圈電流傳感器、第二羅氏線圈電流傳感器和第三羅氏線圈電流傳感器能夠分別感應(yīng)出三相繞組的A相繞組、B相繞組和C組繞組的電流，所述的第一羅氏線圈電流傳感器、第二羅氏線圈電流傳感器和第三羅氏線圈電流傳感器分別同帶有SCI模塊的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的第一輸入引腳、第二輸入引腳和第三輸入引腳相連接，另外第一電壓變送器連接在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組的A相繞組和B相繞組之間，第二電壓變送器連接在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組的B相繞組和C相繞組之間，第三電壓變送器13連接在永磁同步電機(jī)定子的三相繞組的A相繞組和C相繞組之間，所述的第一電壓變送器、第二電壓變送器和第三電壓變送器分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的第四輸入引腳、第五輸入引腳和第六輸入引腳相連接，所述的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還通過RS232接口同上位機(jī)相連接，所述的上位機(jī)帶有基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊，所述的上位機(jī)中還包含有VISA模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊包括有人機(jī)交互界面，所述的人機(jī)交互界面包括操作界面部分與顯示界面部分，所述的操作界面部分為通過對操作界面的進(jìn)行操作后就能經(jīng)過基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊對上位機(jī)發(fā)送指令；所述的顯示界面部分分為波形顯示部分和儀表顯示部分，所述的波形顯示部分能夠檢測到選定范圍內(nèi)永磁同步電機(jī)的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢數(shù)據(jù)的整個(gè)變化過程；所述的儀表顯示部分能夠穩(wěn)定顯示永磁同步電機(jī)的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的波形顯示部分通過波形顯示窗口顯示永磁同步電機(jī)的定子電流的幅值-時(shí)間曲線，所述的儀器顯示部分包括有兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域，所述的兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域分別用來表示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢值范圍和永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢值范圍，所述的兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域的下方各自設(shè)置有一個(gè)指針狀圖標(biāo)，所述的兩個(gè)圓弧狀刻度區(qū)域的上方分別設(shè)置有用來顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢值的文本框和用來顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢值的文本框。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的操作界面部分包括串口參數(shù)設(shè)置部分、波形選擇部分、波形調(diào)整部分、控制部分以及波形顯示參數(shù)設(shè)置部分，所述的串口參數(shù)設(shè)置部分用于對串口通信的參數(shù)的初始化，所述的串口參數(shù)設(shè)置部分包括有用于串行端口號選擇的選擇框和用于設(shè)置串口通信波特率的文本框，所述的用于串行端口號選擇的選擇框中預(yù)設(shè)的選擇值為上位機(jī)能夠識別的串行端口號，所述的波形顯示參數(shù)設(shè)置部分包括用來設(shè)置數(shù)據(jù)IQ格式的轉(zhuǎn)換模式的文本框、用來設(shè)置緩存大小的文本框以及用來設(shè)置采樣頻率的文本框，所述的波形調(diào)整部分包括用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值的文本框、用來顯示被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間的文本框、用于設(shè)置游標(biāo)刻度值的文本框以及用于波形移動(dòng)的左右拉條，所述的控制部分包括開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕，所述的開始按鈕、暫停按鈕和停止按鈕分別對被測波形執(zhí)行啟動(dòng)、暫停運(yùn)行和終止運(yùn)行的控制，所述的波形選擇部分包括用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框和用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框，這樣就能通過選擇后在波形顯示窗口顯示對應(yīng)選擇的繞組的反電動(dòng)勢波形圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的方法，步驟如下: 步驟1:首先啟動(dòng)可視化監(jiān)控兩相反電動(dòng)勢的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，第一羅氏線圈電流傳感器、第二羅氏線圈電流傳感器和第三羅氏線圈電流傳感器、第一電壓變送器、第二電壓變送器和第三電壓變送器分別對永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓以及A相和C相之間的線電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并把采集到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流值、B相繞組的電流值、C組繞組的電流值、A相和B相之間的線電壓值、B相和C相之間的線電壓值以及A相和C相之間的線電壓值傳遞到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4，并通過基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊運(yùn)行人機(jī)交互界面，在人機(jī)交互界面上串口參數(shù)設(shè)置部分選擇串行端口號和串口通信波特率，并讓串口通信波特率同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的SCI模塊內(nèi)設(shè)置的串口通信波特率一致； 步驟2:在基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊的其他地方對串口通信的奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)比特位和停止位進(jìn)行設(shè)置，所述的對串口通信的奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設(shè)置的值分別同基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4中的SCI模塊內(nèi)設(shè)置的串口通信的奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)比特位和停止位設(shè)置的值一致； 步驟3:另外在用來設(shè)置數(shù)據(jù)IQ格式的轉(zhuǎn)換模式的文本框、用來設(shè)置緩存大小的文本框以及用來設(shè)置采樣頻率的文本框中分別進(jìn)行對數(shù)據(jù)IQ格式的轉(zhuǎn)換模式、緩存大小以及采樣頻率的設(shè)置，通過用來選擇基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇按鈕進(jìn)行對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇，通過用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕、用來選擇是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間進(jìn)行測量的游標(biāo)開關(guān)按鈕以及用于設(shè)置游標(biāo)刻度值的文本框分別進(jìn)行是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的幅值進(jìn)行測量做出選擇、是否對被選擇的基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的時(shí)間進(jìn)行測量做出選擇以及設(shè)置游標(biāo)刻度值； 步驟4:通過點(diǎn)選用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框或者用于選擇顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢波形的點(diǎn)選框來選擇在波形顯示窗口顯示的反電動(dòng)勢波形類別，這樣就完成了初始化設(shè)置； 步驟5:然后當(dāng)點(diǎn)擊了開始按鈕后，所述的基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊就把測量指令通過RS232接口發(fā)送到基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述的測量指令包括有初始化設(shè)置的信息，并且基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊在內(nèi)存中設(shè)置有用來保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息的數(shù)組，每次在保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息之前，先把當(dāng)前初始化設(shè)置的信息同上一次保存在該數(shù)組中的上一次初始化設(shè)置的信息相比較，如果有差異，就將當(dāng)前初始化設(shè)置的信息保存到用來保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息的數(shù)組中，如果沒有差異，用來保存當(dāng)前初始化設(shè)置的信息的數(shù)組的數(shù)據(jù)保持不變； 步驟6:當(dāng)基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收到經(jīng)由RS232接口傳遞來的包括有初始化設(shè)置的信息的測量指令，就會根據(jù)初始化設(shè)置的信息中的選擇在波形顯示窗口顯示的反電動(dòng)勢波形類別和對基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道的選擇把實(shí)時(shí)采集的同能推導(dǎo)出與反電動(dòng)勢波形類別相對應(yīng)的反電動(dòng)勢相關(guān)的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)通過選擇的通道發(fā)送到上位機(jī)中； 步驟7:上 位機(jī)接收到電流數(shù)據(jù)后，基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊就設(shè)置緩存區(qū)來存儲接收到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)，串口通信每次以4個(gè)字節(jié)為一組的收發(fā)數(shù)據(jù)，接收到的電流輸數(shù)據(jù)為IQ格式的數(shù)據(jù)，這樣再經(jīng)過格式轉(zhuǎn)化將接收到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成普通十進(jìn)制有符號數(shù)所表示的波形真實(shí)數(shù)據(jù)，格式轉(zhuǎn)化的具體方式為先判斷接收到的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓數(shù)據(jù)的正負(fù)號屬性來導(dǎo)出有符號數(shù)，有符號數(shù)再經(jīng)過逆運(yùn)算即可得到永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓的真實(shí)數(shù)據(jù)，而永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的電流、B相繞組的電流、C組繞組的電流、A相和B相之間的線電壓、B相和C相之間的線電壓或者A相和C相之間的線電壓的真實(shí)數(shù)據(jù)分別為ia、ib、i。、uab, Ubc以及ua。，而基于LabVIEW的定子的兩相靜止坐標(biāo)下的反電動(dòng)勢檢測模塊10就通過公式(I)、公式(2)和公式(3)來分別導(dǎo)出永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢或者C相繞組的反電動(dòng)勢，所述的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢和C相繞組的反電動(dòng)勢分別表示為ea、eb以及e。:

其中P為微分算子，L為永磁同步電機(jī)定子相繞組自感和互感之差，這樣導(dǎo)出的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢或者C相繞組的反電動(dòng)勢，再通過導(dǎo)出的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的A相繞組的反電動(dòng)勢、B相繞組的反電動(dòng)勢或者C相繞組的反電動(dòng)勢結(jié)合公式(4)導(dǎo)出永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢ea和永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢ee:
(4) 這樣導(dǎo)出的永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢ea和永磁同步電機(jī)定子的三相繞組中的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢ee就形成了波形真實(shí)數(shù)據(jù)，再把波形真實(shí)數(shù)據(jù)保存于緩存區(qū)中以備生成觀測波形，在數(shù)據(jù)存放時(shí)，每一次循環(huán)，數(shù)組都會經(jīng)過向后移位將新讀取到的數(shù)據(jù)存放在緩存區(qū)最前面，數(shù)組尾部移出的數(shù)據(jù)將被剔除； 步驟8:把緩存區(qū)中的波形真實(shí)數(shù)據(jù)送到波形顯示窗口針對對應(yīng)的永磁同步電機(jī)的定子的反電動(dòng)勢以幅值-時(shí)間曲線的形式進(jìn)行顯示，或者在儀器顯示部分通過指針狀圖標(biāo)在圓弧狀刻度區(qū)域內(nèi)標(biāo)示并在對應(yīng)的用來顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的a軸反電動(dòng)勢值的文本框或者用來顯示永磁同步電機(jī)定子的兩相靜止坐標(biāo)下的β軸反電動(dòng)勢值的文本框顯示反電動(dòng)勢值。
【文檔編號】H02P6/18GK104201951SQ201410364552
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】宋奇吼, 戴麗君, 童巖峰, 徐百釧, 陳莉 申請人:南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院