無刷直流電機遠程調速控制方法探討

李斌鳳

（福建泉城特種裝備科技有限公司，福建 南安 362302）

0 引 言

無線控制實際上是借助GPRS實現無線遙控調速，盡管在工業控制行業中存在某些優越性，但增添的無線通信模塊卻花費了較多資金，且面臨嚴峻挑戰。鑒于此，在全面了解具體狀況的基礎上研究了一種可控整流電路，通過輸送各種速度控制信號波來科學把控無刷直流電機，旨在為類似工作提供有價值的參考。

1 國內外研究現狀

以往的無刷直流電機控制通常借助霍爾磁敏式和光電式等傳感器開展檢測[1]。然而，位置傳感器的存在在無形中提高了電機成本，且極易受到外界信號的影響，因此對電機運作的穩定性帶來了不利影響。為了解決這些難題，相關研究人員提出了無刷直流電機的無位置傳感器控制技術。但是，要實現無刷直流電機的順利運作，還需要無刷直流電機控制系統的支持。無刷直流機和有刷直流電動機的對比情況，如表1所示。

表1 無刷直流電動機和有刷直流電動機的對比情況

2 控整流信號波

從客觀的角度出發，無論是速度控制信號的速度等級，還是速度給定信號的速度等級，二者均呈現出對應的狀態。速度等級1級到n級中，與速度等級1相匹配的無刷直流機狀態是制動狀態。為了更加清晰地進行闡述，這里設置n=16，換言之就是速度控制信號的速度等級共有16級。整流控制單元通常傳輸7級速度的控制信號。分析圖1、圖2和圖3可知，T1區間屬于引導波，T2區間屬于數據波。在可控整流信號波中，數據碼、速度碼、開關碼以及方向碼均叫做二進制碼。眾所周知，1個工頻周期會與1位數據碼處于相匹配的狀態，與交流波相匹配的數據碼為0。

圖1 簡單可控整流信號波

圖2 包含方向碼的可控整流信號波

圖3 包含開關碼和方向碼的可控整流信號波

2.1 簡單可控整流信號波

T1區間的引導波主要由1個工頻周期的整流波構成。T2區間的數據波通常由4個工頻周期構成，具體為交流波、整流波、整流波以及交流波，與之匹配的4位數據碼為0110。因此，簡單可控整流信號波與之相匹配的數據碼是10110。簡單可控整流信號波的波形如圖4所示。

圖4 波形示例

同時，應從客觀角度出發，在考慮無刷直流電機運行方向和各項基礎因素條件下進行信號波控制工作，防止無刷直流電機在實際應用過程中因信號波整控力度薄弱而出現問題，繼而強化信號波控制與無刷直流電機穩定運行之間的關聯性，從而滿足該裝置穩定運行的要求[2]。

2.2 包含方向碼的可控整流信號波

從客觀角度出發，T1區間的引導波主要由1個工頻周期的整流波和1個工頻周期的交流波構成。對該數據波進行深入探究后得知，它通常由交流波、整流波、正流波、交流波以及交流波5個工頻周期構成，與之匹配的5位數據碼為01100。通常情況下，5位數據碼的末位為方向碼，且方向碼和T3區間處于互相匹配的狀態，是屬于1個工頻周期的交流波，方向碼是0。因此，最終的數據碼是1001100。分析可控整流信號波形后得知，整流信號波的5位數據碼的第1位是方向碼，同時該方向碼為0，后4位數據碼是1100，代表速度控制信號的速度等級是13。

2.3 包含開關碼和方向碼的可控整流信號波

可控整流信號能夠增添與之相匹配的開關碼，為電機定時制動提供便利。T1區間的引導波主要由1個工頻周期的整流波和2個工頻周期的交流波構成。T2區間的數據波通常由交流波、交流波、整流波、整流波、交流波以及交流波6個工頻周期組成，與之匹配的6位數據碼為001100。通過深度剖析6位數據碼可知，它的首位通常為開關碼，且開關碼和T3區間處于相匹配的狀態。開關碼是1，末位為方向碼，方向碼是0，方向碼和T4區間處于相匹配的狀態。因此，與之相匹配的數據碼是100001100。

這里只對3種可控整流信號波的代表形式進行了闡述，可見可控整流信號波存在各種各樣的組合模式與次序，可以組成各種各樣的信號波。

3 可控整流電路

結合相關實踐調查可知，電機可以借助整流波傳送相應的速度控制信號。它的交流波和有效值呈現出一致狀態，同時不會對供電電源帶來較大影響[3]。如圖5所示，可控整流電路主要由整流橋UR1、雙向晶閘管V1、雙向晶閘管V2、雙向晶閘管V3以及雙向晶閘管V4幾個部分構成。第一，2個交流輸入端通常會與零線N和相線L處于互相銜接的狀態。第二，整流輸出正端和雙向晶閘管V3的第二陽極處于互相連接的狀態。第三，整流輸出負端與雙向晶閘管V4的第二陽極處于互相連接的狀態。第四，雙向晶閘管V1的第一陽極和雙向晶閘管V3的第一陽極結合的銅焊絲與第一輸出端子AC1和相線L處于互相連接的狀態。第五，雙向晶閘管V2的第一陽極與雙向晶閘管V4的第一陽極和第二輸出端子AC2呈現出連接的狀態。第六，雙向晶閘管V2的第二陽極與零線N處于互相連接的狀態。第七，雙向晶閘管V1的觸發脈沖實際上是從控制極K11和第一陽極K12輸入的。第八，雙向晶閘管V2的觸發脈沖主要是由控制極K21和第一陽極K22輸入的。第九，雙向晶閘管V3的觸發脈沖通常是從控制極K31和第一陽極K32輸入的。第十，雙向晶閘管V4的觸發脈沖一般是從控制極K41和第一陽極K42輸入的?？煽卣麟娐房梢栽诟黜椈A因素支持下，有效解決相關裝置在實際運行過程中出現的問題，發揮無刷直流電機遠程調控和綜合運行優勢，進而提升相關裝置的實際運行效果。

圖5 可控整流模塊電路圖

4 調速系統組成

分析直流電機遠程調速控制系統可知，該系統一般由速度調節單元和整流控制單元組成，結構如圖6所示。從客觀角度出發，外部相線L和零線N均會從整流控制單元中通過?？煽卣麟娐分饕峭ㄟ^輸出端子AC1和第二輸出端子AC2兩個端子輸出可控整流信號波。相關人員可以借助調節單元得到相應的可控整流信號波，以實現無刷直流電機的科學調節[4]。

圖6 系統結構框圖

5 結 論

近幾年，無刷直流電機在眾多領域得到了普遍認可與推崇，具有不可比擬的優越性，能夠實現對電機運作狀況與相關參數的科學把控，充分展示出直流電機的優勢。從國內外研究現狀、可控整流信號波、可控整流電路以及調速系統組成等方面進行分析可知，該信號波是在傳輸功率的基礎上，借助相關速度控制信號科學控制無刷直流電機的速度和方向，優勢明顯，且具有較強的可行性。