瓦楞纸板横切机用永磁同步电机的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明创造属于瓦楞纸板生产工艺设备的控制技术，特别涉及一种瓦楞纸板横切机用永磁同步电机的控制系统。
【背景技术】
[0002]横切机作为瓦楞纸板生产线上末端的一个重要设备，其性能决定着纸板的品质、损耗、优良率和生产效率，是生产线上电气部分最为复杂的机电设备之一。目前，随着市场对瓦楞纸板的质量和用量的不断需求，也使得横切机必须具有高速、高效的特点，而目前国内的横切机系统还远不能达到这样的要求。为了提高横切机的性能，有必要对横切机的控制系统做出改进和提高，横切机控制系统的执行机构是永磁同步电动机，对永磁同步电动机的转动参数的控制和优化，是提高横切机工作性能的关键。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是设计出一种能适应现场的高速、高精度并且操作容易，性能稳定、功能专业的瓦楞纸板横切机用永磁同步电机的控制系统，在瓦楞纸板横切机上针对永磁同步电机使用，使其获得较好的动静态性能，从而专业有效的提高横切机的各项技术指标，为规模化生产带来利好。
[0004]本发明所采取的技术方案是，设计一种瓦楞纸板横切机用永磁同步电机的控制系统，该系统由硬件部分和控制通讯部分组成，所述硬件部分包括永磁同步电机、整流电路、逆变器智能电器组以及微处理芯片，所述高性能微处理芯片内部设有正交编码脉冲电路、模数变换器、中断控制器、串行外围接口、总线扩展器、存储器外围接口、增强型控制器及多通道的多位脉冲宽度调制器，所述整流电路输入端连接有220v交流电，输出端连接有电容C，所述整流电路输出端还连接有电阻，所述电阻连接有开关，与所述逆变器智能电器组的输入端连接在一起，所述逆变器智能电器组连接有故障检测电路，故障检测电路连接有光电耦合器I，光电耦合器I连接着所述中断控制器，所述逆变器智能电器组还连接有驱动电路，驱动电路连接有光电耦合器II，光电耦合器II连接着所述脉冲宽度控制器，所述逆变器智能电器组还连接着所述永磁同步电机，永磁同步电机连接有光电编码器传感器，光电编码器传感器连接有光电耦合器IV，光电耦合器IV连接着所述正交编码脉冲电路，所述逆变器智能电器组与永磁同步电机之间还连接有霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器连接有光电耦合器III，光电耦合器III连接着所述模数变换器；所述控制通讯部分由上位机部分、下位机部分，所述上位机部分采用WindowsXP+RTX实时系统作为上位机运行平台，上位机部分中包含有主控节点、存储扩展器、键盘、显示器、串行通信接口，所述WindowsXP+RTX实时系统安装于主控器中通过串行通信接口发出控制指令，所述下位机部分采用嵌入式，并由所述的微处理芯片、串行外围接口、总线扩展器、存储器外围接口、增强型控制器组成，所述微处理芯片作为嵌入式软件运行平台，所述上位机部分与下位机部分实现数据交换，所述主控节点与增强型控制器通讯连接，所述存储扩展器与存储器外围接口连接，所述键盘和显示器与总线扩展器连接，所述串行通信接口与串行外围接口连接；所述中断控制器可以中断控制各功能模块，从而使上位机和微处理芯片保持同步，所述微处理芯片内包括Bootloader 程序。
[0005]在使用中，220v交流电经整流电路变换成直流电，再经过逆变器智能电器组将直流电逆变为三相的交流电，交流电在进行时，其输出的电压和频率上都是可调的，可使该相电流变成近似对称的正弦交变电电流，以使永磁同步电机获得圆形旋转的气隙磁场，从而驱动电机转动，所述电机输出的信号由所述光电编码器传感器传递给光电親合器IV，后输送至正交编码脉冲电路进行处理；所述故障检测电路与光电耦合器I连接，当设备遇到故障时，信号传递给所述中断控制器进行处理；电路中产生电流采用霍尔电流传感器来检测，检测完的电流经过光电耦合器III送由所述模数变换器进行处理，所述正交编码脉冲电路、中断控制器及模数变换器处理完的信号再经过所述脉冲宽度调制器的信号输出功能，通过光电耦合器II送至逆变器智能电器组，不断经过分析处理来保证电机的正常运行，所述逆变智能电器组具有栅极驱动、短路保护、过流保护、过热保护和欠压锁定保护等功能，还具有可靠性能高、体积小、使用方便等特点。所述微处理芯片具有多通道的多位脉冲宽度调制器为实现空间矢量脉宽调制提供了硬件保证，它在产生用于电机控制和运动控制场合的脉宽调制波形时，把CPU的开销和用户的干预降到最低；所述串行外围接口连接的串行通信接口，实现双机交换，实时观测；还具有存储器外围接口连接的存储器扩展器可以在信息储存空间不足时，提供更充足的空间；还具有总线扩展器连接的键盘及显示器为整个电路提供了人机操作平台；还具有增强型控制器连接的主控节点可以连接一些设备，增强对整个系统的干预控制。所述电容为平波电容，其作用是使逆变器智能电器组内部的电压保持恒定。
[0006]与现有技术相比，本发明采用了高性能数字信号处理技术，这种技术具有高集成度、快速运行速度、大容量存储空间、能实现高速运算等一系列功能，实现了控制器的高性能运行，从而专业有效的提高横切机的各项技术指标，为规模化生产带来利好。
【附图说明】
[0007]下面结合附图及实施例，对本发明的结构作进一步的说明。
[0008]图1为本发明中硬件部分的结构示意图；
图2为整流电路和逆变器智能电器组的结构示意图及其连接关系；
图3为RTX与WINDOWS关系结构图。
【具体实施方式】
[0009]参看图1-3，一种瓦楞纸板横切机用永磁同步电机的控制系统，该系统由硬件部分和控制通讯部分组成，所述硬件部分包括永磁同步电机、整流电路、逆变器智能电器组以及微处理芯片，所述高性能微处理芯片内部设有正交编码脉冲电路、模数变换器、中断控制器、串行外围接口、总线扩展器、存储器外围接口、增强型控制器及多通道的多位脉冲宽度调制器，所述整流电路输入端连接有220v交流电，输出端连接有电容C，所述整流电路输出端还连接有电阻，所述电阻连接有开关，与所述逆变器智能电器组的输入端连接在一起，所述逆变器智能电器组连接有故障检测电路，故障检测电路连接有光电耦合器I，光电耦合器I连接着所述中断控制器，所述逆变器智能电器组还连接有驱动电路，驱动电路连接有光电耦合器II，光电耦合器II连接着所述脉冲宽度控制器，所述逆变器智能