带有保护装置的无线遥控式灌溉泵机调速系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及灌溉栗机调速系统及其控制方法，具体涉及带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统及其控制方法，属于电机调速保护技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，国内的电机调速控制技术在灌溉栗机无线调速方面，简单控制，智能化程度很低，不能满足现代农业发展要求。现有的农业灌溉栗机，基本上还是传统潜水栗机，不能进行调压调速控制，不能满足人们对不同情况下对栗机功率要求，比如灌溉大块农田时，我们想提升栗机电压，使其单位时间出水量提高；灌溉菜苗、高度较高小麦时，我们希望水流变小，减小对农作物的冲刷损害，另外还不能实现自动正反调控。近年来为了方便对栗机的启停控制，市场上出现了无线控制栗机启动、停止的控制器，但大多是简单的启停控制，并且还没有对栗机的一些系统保护。此外，当人们较远灌溉农田时，需要多根输水管的连接，传输距离远时就容易发生水管折弯，导致水管连接处、栗机出水口处水压激增，致使水管脱节或者爆裂，会影响灌溉效率，也给人们带来经济损失。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决农业栗机灌溉效率低，不能实现电机的无线调速，也不能无线控制栗机正反转，使用过程中易出现压力过大致使输水管脱节或爆裂的问题。
[0004]本发明的技术方案是:带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统，包括DSP控制器、主控电路、栗机电机、水压检测调理电路、显示屏、驱动保护电路和无线遥控装置，所述无线遥控装置包括指令发射装置和指令接收装置，所述DSP控制器的输出端连接主控电路，主控电路的输出端连接栗机电机，栗机电机安装在灌溉栗机内，灌溉栗机的输出端连接输水管线，所述水压检测调理电路的输入端连接输水管线，水压检测调理电路的输出端连接DSP控制器的A/D输入端，驱动保护电路的输入端连接主控电路，驱动保护电路的输出端连接DSP控制器的Η)ΡΙΝΤΑ端口，所述指令接收装置安装在DSP控制器上，指令接收装置的输出端连接DSP控制器的XD数据输入端，指令发射装置和指令接收装置通过无线网络建立数据传输连接，所述显示屏通过数据连线与DSP控制器建立双向数据传输。
[0005]所述指令发射装置包括指令发射电路，指令发射电路包括指令输入端、编码芯片和无线发送模块，指令输入端包括调速按键，所述编码芯片的输出端与无线发送模块的输入端建立连接。
[0006]所述指令接收装置包括指令接收电路，指令接收电路包括无线接收模块和解码芯片，所述无线接收模块的输出端连接解码芯片的输入端，解码芯片的输出端依次对应连接DSP控制器的XD输入端。
[0007]所述主控电路包括不可控三相整流桥电路、滤波电路、缓冲电路和IPM模块，滤波电路包括两个串联的电容，缓冲电路包括缓冲电阻、无感电容和恢复二极管，缓冲电阻与二极管并接后与无感电容串联，所述滤波电路并接在整流桥的两端，缓冲电路并接在滤波电路的两端，IPM模块的两个输入端并接在缓冲电路两端，三相不可控整流桥，它们将电源的三相交流全波整流成直流，滤波电容除了滤除整流后的电压纹波外，还在整流电路与逆变器之间起去耦作用，以消除相互干扰，这就给作为感性负载的电动机提供必要的无功功率。逆变电路IPM集成功率模块内由六个全控型MOSFET构成逆变电路，逆变电路把整流后的直流电再逆变为幅值、频率均可调的交流电，考虑到对MOSFET保护，在逆变桥上加上一个吸收缓冲电路，电路中的无感电容，缓冲电阻及快速恢复二极管，构成功率吸收缓冲电路，能有效的抑制浪涌。
[0008]所述带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统包括线电压检测调理电路，所述线电压检测调理电路包括电压传感器、采样电阻、滤波电阻、滤波电容和放大电路，所述电压传感器的输入端接在主控电路的IPM模块的输出端，电压传感器的输出端分别连接米样电阻的一端和滤波电阻的一端，采样电阻的另一端接地，滤波电阻的另一端分别连接滤波电容的一端和放大电路的输入端，滤波电容的另一端接地，放大电路的输出端连接DSP控制器的A/D转换模块接口。
[0009]所述带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统包括若干光电隔离电路，光电隔离电路的数目与DSP的PSM信号输出端数目相同，光电隔离电路包括依次连接的缓冲器、第一光親和第二光親，所述DSP控制器的每个PffM信号的输出端分别通过相应的光电隔离电路与主控电路的IPM模块建立连接。
[0010]所述驱动保护电路第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、四个光电耦合器和一个与非门，第一输入端、第二输入端和第三输入端分别连接IPM模块的三个上桥臂，第四输入端连接IPM模块的三个下桥臂，第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端分别通过光电耦合器与与非门建立连接，与非门的输出端连接DSP控制器的PDPINTA端口，针对主控电路逆变部分IPM模块加入故障检测保护电路，在过流、过压、过热的实时保护，一旦发生故障控制器会实时封锁控制信号输出，切断主电路与栗机电机的连接。
[0011]所述水压检测调理电路包括压力传感器、第一放大器、RC滤波电路和第二放大器，所述压力传感器的输出端接入第一放大器的同相输入端，第一放大器的输出端通过RC滤波电路接入第二放大器的同相输入端，第二放大器的输出端连接DSP控制器的A/D转换模块接口。
[0012]所述带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统包括电机检测调理电路，所述电机检测调理电路包括光电编码器、隔离光耦和施密特触发器，光电编码器安装在栗机电机的转子上，光电编码器的输出端通过光耦与施密特触发器建立连接，施密特触发器的输出端连接DSP控制器的QEP输入端，电机检测调理电路不仅对电机的转速进行监测，同时也实现了对栗机电机正反转的控制，省去了人们手动调换相线实现转向调节的麻烦；还有就是线电压、电机转速、电机正反转显示，方便人机交互，实时查看电机工作状况。
[0013]基于所述带有保护装置的无线遥控式灌溉栗机调速系统的控制方法，包括以下步骤:
[0014]步骤一、将系统和DSP控制器进行初始化后，利用指令发射装置使电机工作在中速巡航状态；
[0015]步骤二、长按指令发射装置调速按键，DSP控制器根据输入指令的时长调节PffM信号占空比，对电机进行调速。
[0016]步骤二所述根据输入指令的时长调节输出PffM信号占空比的方法具体为:
[0017]a = kt，
[0018]式中α为输出PffM信号的占空比，t为输入指令的时长，k为比例因子。
[0019]α取值范围为O至I之间，k值随着t的最大持续时间而变化，所述t的最大值范围为30s至60s之间。
[0020]本发明与现有技术相比具有以下效果:本发明通过无线遥控技术对灌溉栗机的进行远程监控和无级调速，控制效果更佳，调控更佳精。为了防止水管折弯，引起水管脱节、甚至爆裂状况发生，在栗机出水口处添加了水压实时检测模块，一旦检测到此处水压达到水管承受能力的80%时，控制器就自动启动控制程序通过继电器断开电源开关，实时起到对水管的保护作用，提