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电机控制器范文1
【关键词】模糊控制 PID 单片机 直流电机
【中图分类号】TP273.4;TM33 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）17-0230-02
引言
在直流电机的控制过程中往往具有不确定性和非线性，难以建立精确的数学模型，采用常规PID控制算法难以达到理想的控制效果。系统设计结合模糊控制算法，按模糊控制理论建立模糊控制规则并求出模糊控制表，根据提取到的直流电机采样信息查询模糊控制表来对电机进行速度与转向的控制。
1、直流电机控制系统
系统选用STC12C5A60S2作为主控芯片，用以完成对系统执行机构的控制、信息处理和直流电机的控制。在窗帘机的应用上面，直流减速电机可精确控制，又能弥补步进电机无电状态下不能转动的缺陷。采用L298N驱动直流电机，利用PWM调制与使能变换的方式可进行电机调速与变向。控制窗帘开合的过程中同时检测光电开关的状态，以确定当前窗帘/窗户的状态。通过对电机角速度的采样分析，利用单片机进行信息处理并优化控制。
2、PID控制
按偏差信号的比例、积分和微分进行控制的控制器称为PID控制器，其控制规律成为PID控制算法。如图1所示，给定值与输出值的偏差e（t）的比例、积分和微分线性组合，形成控制量u（t）的输出。
式中：u（t）-控制器的输出 Kp -控制器的比例系数。
Ti-控制器的积分时间常数。 Td-控制器的微分时间常数。
e（t）-控制器输入，给定值和被控对象输出值的差，称偏差信号。
PID控制器中的比例环节、积分环节、微分环节的参数都必须选取适当，否则也会使系统不稳定。（1）比例环节能迅速反映偏差从而减小偏差，控制作用强弱取决于Kp。Kp越大，则过渡过程越短，稳态误差也越小;但Kp越大，超调量也越大，越容易产生振荡，导致动态性能变坏，甚至会使闭环系统不稳定。（2）积分环节：只要存在偏差，积分的控制作用就会不断积累，输出控制量以消除偏差。但积分作用太强会使系统超调加大，控制的动态性能变差，甚至会使闭环系统不稳定。（3）微分环节：微分控制有助于减小超调量，克服振荡，提高系统的稳定性，但会使系统抑制干扰的能力降低。微分部分的作用强弱由微分时间Td决定。Td越大，抑制e（t）变化的作用越强;Td越小，反抗e（t）变化的作用越弱。
PID控制系统的连续时间信号经过采样和整量化后，变成的数字量无论是积分还是微分都只能用数值计算去逼近。因此PID控制规律的实现，也必须用数值逼近的方法。当采样周期相当短时，用求和代替积分、差商代替微商，使 PID 算法离散化，将描述连续时间 PID算法的微分方程，变为描述离散时间 PID 算法的差分方程，即为数字PID 位置型控制算式。
其中Kp、Ki、Kd分别为比例、积分、微分系数。
PID控制在稳定性、响应速度、超调量和稳定精度方面都体现很好，其适应性强，适应各种控制对象。但参数的整定是PID控制的一个关键问题，动态特性不太理想;PID控制不具有自适应控制能力，对于时变、非线性系统控制效果不佳。当系统参数变化时，控制性能会产生较大的变化，控制特性可能变坏，严重时可能导致系统的不稳定。
3、模糊控制
模糊控制是以模拟集合论、模拟语言变量和模拟推理为基础的一种智能控制方法。它模拟人的思维推理过程，构造一种非线性控制，以满足复杂的、不确定的过程控制需要。
模糊控制器的控制规律由程序实现。首先根据采样值得到模糊控制器的输入量并进行量化处理;量化后的变量进行模糊化处理，得到模糊量;根据输入模糊控制量及模糊控制规则，按模糊推理合成规则计算控制量（输出的模糊量）;对模糊输出量进行模糊化处理，得到控制量的精确量，并进行输出量化处理，得到实际控制量。
3.1模糊控制器的设计
模糊控制器的设计包括四个层面：模糊控制器输入输出量的确定、输入输出变量模糊集合和隶属函数的确定、模糊控制规则表、反模糊化处理求取输出控制量。
在模糊控制器中，模糊控制规则表是系统控制自整定最重要的环节。变量包括系统偏差e和偏差变化率ec、输出控制量u。根据系统输出的偏差及偏差变化率趋势来消除偏差，得到模糊控制规则。
通过模糊控制规则表的查询，反模糊化处理可求取精确的输出控制量。
3.2自适应模糊控制算法
模糊控制与PID控制结合构成模糊PID控制。PID控制的关键是参数的确定，自适应模糊控制算法是用模糊控制来确定PID参数的，也就是根据系统偏差e和偏差变化率ec，用模糊控制规则在线对PID参数进行修改。先找出PID各个参数与e和ec之间的模糊关系，在运行中通过不断检测e和ec，再根据模糊控制原理来对各个参数进行在线修改，以满足在不同e和ec时对控制参数的不同要求，使控制对象具有良好的动、静态性能，且计算量小，易于在单片机上实现。
根据参数Kp、Ki和Kd对系统输出特性的影响，可归纳出在不同的e和ec时，被控参数Kp、Ki和Kd的自整定要求，从而可得模糊控制规则的语言描述为：
不同的偏差e和偏差变化率ec，对PID控制器参数Kp，Ki，Kd的整定要求不同。
电机控制器范文2
[关键词]水轮发电机组；同期；自动并网；解裂保护
1、概述
我司现有三个小水电站，三水电合计装机容量1365KW，有7台混流式水轮发电机组。改造前，当水轮发电机组发电通过升压变压器与省网并网时，操作人员必须通过观察并网同步指示灯、电压表、频率表等进行人工合闸并网。当省网与水电解列时，操作人员往往来不及“停车”造成水轮发电机产生高速运转，造成“飞车”所产生的高频率和高电压致使电网中的其它设备烧毁及自身发电机组的损坏。后在水轮发电机组原有控制系统上加装一套微电脑控制装置，以实现水电发电机组自动并网、解裂时通过调速电机迅速将水轮机组关闭至空载状态起到自身发电机组的保护作用。
2、自动并网功能（微电脑电气控制原理如图）
准同期操作较难掌握的是频率差和相位角差，这两个要素对等待时间和冲击电流影响又最大。其自动并网过程是将微电脑控制器面板上的【功能设定】旋钮转在【同期】档，微电脑接通（1-3或1-5）且发出“开大”或“关小”信号，控制电动机正转（KM1）或反转（KM2），快速调整水轮机转速与电网频率相等。当微电脑捕捉到发电机频率与电网频率之差进入±0.25Hz，相角差由大及小进入20°时，微电脑（9、10）常开点接通原来PGL控制柜的ME-630断路器人工合闸常开按钮发出合闸命令实现自动并网功能。
2.1操作简单
1）自励建压后，调整电压与外网基本一致。2）拨上微电脑电源，微电脑将自动控制“开大”“关小”使频率接近至50HZ，同时调节励磁使发电机组电压与外网电压基本一致。3）将微电脑开关将【常态】转向【同期】，微电脑控制器通过（13、16）外网、（18、20）发电机端电压信号，检测自动调节至各参数（电压、频率、相位）同步时发出并网信号“HHHH”，此时ME-630断路器将自动合闸。4）将【同期】转回【常态】，然后通过“开大”按钮点动逐步加大发电功率。
2.2自动并网、自动调速的效果
一是避免因人工合闸并网时，在不同步误操作的情况下造成发电机烧毁和开关损坏。二是减轻了操作人员脑力劳动和体力劳动。我司大部分小电站，机组与控制屏不在同一处，通常要由一个人在机组旁边调整转速，另一个人在控制屏进行同期操作，这样才不会一个人来回的跑动来实现同步并网，技改后只需一人在控制屏处操作就可实现同步并网了，并可腾出一人固定在前池“捞草”可有效提高发电效率。同时并网过程中减少冲击电流对保护机组、延长空气开关寿命也起重要作用。
3、解裂保护
如因某种原因当省网与水电解裂时，操作人员往往来不及关机造成水轮发电机组“飞车”现象。由于高速运转所产生的高频率和高电压，或是断路器未能时关断将造成发电机组冲击电网中的其它电气设备及自身发电机组的损坏。
3.1解裂保护工作过程
联网的发电机组安装了微电脑控制器时当：【运行方式】旋至【大网】档时，在外网频率出现异常的瞬间（即变电所开关跳闸后的第一时间）电脑就检测到，若符合下列情况：①频率≥50.5Hz同时电压≥456V；②频率≥51.0Hz同时电压≥437V；③电压
4、提高了机组运行的可靠性和效益。
从我司水电站技改前后的运行情况表明，在各方面都有改善，主要表现为：技改前，人为操作，尽可能地增大发电量，提高水轮机转速，致使电网电压过高，影响了电网的供电质量。采用微电脑技改后，排除了人为因素的影响，使机组在正常周波和电压范围内运行，确保了电网的供电质量。由于手动操作，在机组发生故障或电网突然跳闸甩负荷时，运行值班人员来不及操作，容易引起飞车事故的发生，造成机电设备的损坏和人员的伤害。如2012年8月，因雷雨天气引起外网跳闸由于没能及时同时关闭三台水轮机组造成3号机组（SFW160）160KW发电机定子绕组烧毁、励磁发电机损坏，造成2.05万元的直接经济损失，更主要是影响了发电高峰期（汛期）的发电效益其间接经济损失160Kw*24h/天*30天*0.56元/kw.h=6.45万元。技改后，当与外网解裂后可立即自动发出过速信号，发电机主开关分闸、调速电机立即关机控制水轮机运行在空载状态，可以确保机电设备和人员的安全，设备完好率有了较大的提高。由于设备完好率提高，停机次数少，恢复发电时间短，其发电效益得到了正常的发挥。本套装置采用微电脑装置与原来手工合闸、分闸合为一体，互为转换备用，转换操作简便。采用微电脑装置时，利用原电气装置与微电脑相配合，达到自动并网与解裂保护的目的。当微电脑装置出现故障时，只需拨动钮子转换开关、关闭微电脑电源即可转换为手动操作（同步灯）继续发电。
5、结语
采用微电脑对小水电站进行技术改造，不仅能确保电能质量的稳定，提高机组运行的安全度和设备完好率，增加发电效益及降低运行费用，是一种投资少、见效快的技改办法。还可利用微电脑的控制功能，增设在前池上配置水位自动临测装置，实现按水位自动调节出力的功能、远程控制功能等等，为今后的进一步技术革新打下良好基础。
电机控制器范文3
[关键词]可编程逻辑控制器；矿山机电控制；运用；
中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0268-01
20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
1 可编程逻辑控制器的介绍
可编程逻辑控制器是一种在工业环境下，通过采用可以存储执行逻辑运算、顺序运算、计时和算数运算编制程序等相关内容的存储器，达到控制各种类型的机械或生产过程的一种设备。从结构上分，可编程逻辑控制器氛围固定式控制器和组合式控制器两种。固定式控制器包括CPU板，I/O板，显示面板，内存块，电源等，这些零件缺一不可。组合式控制器包括CPU模块，I/O模块，内存，电源模块，地板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。可编程逻辑控制器在矿山机电控制中的应用主要以组合式控制器为主。
1.1 工作原理
可编程逻辑控制器的工作原理是经由控制系统发出的指令对其内部的无机触电半导体线路进行控制，根据指定的循环操作系统进行运行，这种方法在处理单个指令的时间仅仅需要几微妙，比传统的继电器在指令的处理速度上快好几倍。传统的继电器在使用的过程中，通常会出现接触点不稳定抖动的现象，而且对系统的程序运行监控没有很好的诊断能力，当系统出现问题的时候不能及时地反应，很容易导致出现问题，但是检修不及时造成的损失，但是可编程逻辑控制器就很好地解决这些问题。
1.2 特点
可编程逻辑控制器在矿山机电控制中的应用十分广泛，第一是结构灵活，可编程逻辑控制器的结构上的灵活性可以使其可大可小，可以应用在各种场合。第二是操作简单，可编程逻辑控制器操作比较简单，对于煤矿车间大多数的工人来说，比较容易接受。可编程逻辑控制器使用的编程语言比较简单，尤其是梯形图语言的图形符号与实际操作中所要表达方式和继电器电路图相当接近。第三是适用面广，适用面广是可编程逻辑控制器的又一特点，因为能够广泛地适用于各种操作，因此无论在煤矿开采还是煤矿勘探中，都可以看到它的存在。
1.3 组成结构
可编程逻辑控制器主要是由电源、中央处理器、存储器、输入输出接口电路、底板或机架、编程器、模块以及人机界面组成的。现在主要介绍中央处理器和编程器。中央处理器是可编程逻辑控制器的控制中枢和核心，没有中央处理器，就不会有可编程逻辑控制器。每套可编程逻辑控制器至少有一个中央处理器，个别有两个甚至多个控制器。编程器是可编程逻辑控制器中进行开发应用，检测运行必不可少的器件。尤其是在矿山工作中，煤矿的前期勘探，开餐等工作都需要编程器做好准备工作。
2 可编程逻辑控制器的作用
PLC是一种数字运算的电子系统，转为在工业环境下应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输人和输出。控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都是按易与工业控制器系统联成一体、易于扩充功能的原则设计。矿山机电控制运行的状态，能够直接地影响整个矿山的工作进程，所以就需要合理的逻辑控制器来完成对机电运行状态的控制，可编程逻辑控制器就是相当重要的一种手段，其作用主要表现下面几个方面。
2.1 提高了工作效率
可编程逻辑控制器的应用有效地提高了工作效率。矿区的勘探和开采工作都是重负荷的工作，因此编程逻辑控制器的应用代替了传统大规模继电器的应用，在一定程度上提高了工作效率。在煤矿机电科，报表组态是很重要的。可编程逻辑控制器是通过报表编辑器来实现自动生成消息，操作，归档内容和当前或已归档的数据。这与传统的人工作业相比，不但工作效率有很大的提高，而且准确和精密度也有很大的提高，有利于煤矿工作的进一步展开。
2.2 保障了煤矿机电控制的安全性
可编程逻辑控制器的应用有效地保障了煤矿机电控制的安全性。可编程逻辑控制器中的报警记录设置提供了显示和操作选项来获取和归档结果，可以任意地选择消息快，消息级别，消息类型，消息显示以及报表。同时，可编程逻辑控制器在处理模拟量能力，数字运算能力，人机接口能力和网络能力等方面的水平也逐步提高，这对维护企业尤其是矿区的安全起到了很重要的作用。
2.3 推动了控制器的不断革新
可编程逻辑控制器的应用有效推动了继电器的不断革新，我国煤矿的发展中，随着科技水平的逐步提高，越来越多的客观要求需要科技来解决，在这一定程度上推动了可编程逻辑控制器的不断革新。早在20世纪末，可编程逻辑控制器按中央处理器的字符来分，只分为1位，4位，而今天，已经由原始的1位，4位扩展到了8位，16位，32位，64位等，不但其工作量进一步增加，工作精确度也有了很大改善。这主要是因为实际工作的需求，这种需求促进了可编程逻辑控制器的发展和革新，而且对于大型煤矿的发展来说这些技术的革新也有助于完善煤矿工作中的机电控制。
PLC系统当前在矿山生产矿区机电控制中的应用已经十分广泛，不仅能保障矿区机电系统的正常，稳定运行，还能简化操作程序，进一步提高矿区机电运行效率，给矿山生产企业创在更大的社会经济效益，结合矿山生产实际说，PLC在未来的发展前景会越加美好，其发展方向除了要提高系统处理器的运算精度以外，还要设计出人机界面，利用人机界面来对矿区机电的运行进行控制，切实提高矿区生产能力。随着我国科技水平的不断发展，可编程逻辑控制器的技术应用水平越来越高，其精准度也逐渐增加，其结构的灵活性与操作的方便性，能在很大程度上满足现代矿山机电控制的要求，所以其在矿山机电控制的应用范围越来越广泛。
参考文献
[1] 赵晋峰.可编程逻辑控制器在矿山机电控制中的作用[J].山西科技2012.01.016.
电机控制器范文4
【关键词】单片机 控制器 发电机
1 发电机控制器的设计背景
针对广西防城中波台的发电机控制器运行故障次数多，维护困难且费用相当高的情况下；我们发展了智能远程监控系统，它能监控发电机控制器的运作，要想实现智能远程监控我们需要在原来的控制器上增加一个通信接口；新发电机的设计只在原有的基础上加了通信接口，减小了发电机维护的经济负担，降低故障维修难度，实现了远程监控，对研制新发电机控制器有一定的必要性。
2 发电机控制器的设计方案
2.1 对硬件系统实行设计
市电供电和发电机供电是两路电源供电，发电机控制器系统的工作流程是这样的：
如图1所示。在发电机控制器的工作中，我们要进行几点必要的说明：
（1）ATS远程控制，手动控制，自动控制三种功能，它们之间可以相互切换。
ATS切换柜能接收到发电机是否在发电的信号； ATS远程控制功能：无论有没有市电，发电机的启动与停机都受ATS自动切换功能的控制； 手动控制功能：无论有没有市电，发电机是停机还是启动都可在发电机操作面板上直接进行操作； 自动功能：在自动状态下，如果有市电，我们不启动发电机；市电供应异常或者根本没有市电供应，与此同时ATS控制柜发出外电信号异常的警报时，发电机可以自动启动；发电机成功发电后，给ATS控制柜送信号切换供电，而且自动选择市电给负载供电；市电变成原来正常工作状态后，停止发电机运行供电工作，如果自动切换屏检测到市电又不正常，发电机供电必须立即恢复供电。
（2）严格检测发电机的发电电压状态，水温状态，油压状态。
（3）故障停机功能：无论发电机处于哪种工作状态，如果出现发电机发电电压故障，水温故障，油压故障中的任何一种故障时，我们必须马上启动故障停机功能。
（4）故障停机自锁功能：因为故障导致的发电机停机，无论是什么情况都不能启动发电机工作；完成故障清零复位功能后，才能对发电机进行正常启动。
（5）故障清零复位功能：把开关切换到复位位置，完成故障清零复位功能。
（6）通信功能：可以和直接发出操控命令的计算机进行通信。
2.2 控制器的硬件设计方案
我们利用STC89C52单片机为控制器的控制核心，STC类型的单片机稳定性好，而且功能特别强，具有对电压的适应能力强，宽电压供电，抵抗静电能力高，受干_程度小，这种单片机的工作状态对温度的限制不大；单片机是把中央处理器，只读存储器，随机存储器定时器芯片与一些输入，输出接口电路集成在一个芯片上的微控制器；我们对现在的单片机技术上的掌握比较成熟，而且应用简单方便；因为原来的发电机控制器上装有智能仪表，它能检测出发电状态，油压状态，水温状态是否在符合规定的正常范围内，发电机工作是否正常对应它的智能仪表都能检测出来，高电平是智能仪表显示的正常状态，低电平显示就是故障状态；如果发电机的发电电压，水温状态，油压状态这三种的任何一种检测出故障，就必须立刻控制发电机控制器停机；油门和启动马达是用来控制发电机的；油门和启动马达的控制程序都是由单片微型计算机输出信号，操控继电器来执行控制指令。
控制面板上的操作按钮设计成钥匙开关，有手动启动功能，复位停止功能和自动功能三个档位；处在手动启动功能档的时候，发电机控制不受ATS自动切换屏的信号影响，发电机的启动可直接由控制器来完成；发电机的发电电压，水温，油压这些状态都能在操控面板上显示；控制器设有232通信接口，它连接上位机并进行监测控制。
2.3 软件设计方案
控制器的软件任务就是执行判断发电机的状态检测和发电机的启动与停止；发电机的控制方法：启动ATS控制柜的远程控制；启动面板的手动操作；这两种控制方式的启动过程相同；先开户油门是发电机的启动过程，检测油压状态，没有油压的时，才能启动马达，马达可带动发电机启动；软件的编程由计算机C语言来完成，软件设计有四部分组成。
2.3.1 设备初始化
它对所有接口状态进行初始化，让设备等待指令。
2.3.2 停止发电机
它由故障保护，自动和手动停止发电机三个组成部分；故障保护停止是指发电机在工作时，只要发电电压，水温，油压中有一个不正常，就停止发电机；自动停止是设备在自动状态，没有远程自启动信号时，停止发电机；手动停止是依据检测钥匙开关来判断能否停止发电机。
2.3.3 发电机的启动包括远程自启动，手动启动
远程自启动是在自动切换屏输送远程启动信号时，钥匙开关在自动状态下启动发电机。
2.3.4 检测保护
它是对发电电压状态，水温状态，油压状态的检测，如果有任何一个出现故障，就要停止发电机，从而保护发电机设备的安全。
3 结束语
基于STC单片机系统为核心，完成发电机控制器功能，在原有的基础上增加一个通信接口，为远程控制目标提供了方便；新发电机控制器通过长时间的试验，已经能够成功在发电机上运作，而且工作状态稳定；有故障时，发电机可自动停止，保护了设备的安全；成功研制发电机控制器对国家的意义非凡，这是一项重要的应用，证明这种设计合理，功能齐全，安装方便，简单实用，能快速维修更换，这就方便了发电机的发展和维护，减小了维护成本费用，新发电机控制器的技术掌握在我们自己的手里，这种发电机控制器在广电系统的应用中已经推广开来，也为我们能开展进一步研究作好了铺垫。
参考文献
[1]张天一.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2014.
电机控制器范文5
关键字:机床;低压电器;自动控制
一、低压电器的定义及分类
凡是对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械称为电器。用于交流50Hz或60Hz额定电压1200V以下,直流额定电压l 500V以下的电路内起接通、断开、保护、控制或调节作用的电器称为低压电器。常用的低压电器有刀开关、转换开关、自动开关、熔断器、接触器、继电器和主令电器等。
低压电器的种类较多,分类方法有多种,就其在电气线路中所处的地位、作用以及所控制的对象可分为低压配电电器、低压控制电器两大类。
(一)低压配电电器
主要用于低压配电系统中。对于这类电器的要求是系统发生故障时,动作准确、工作可靠,在规定的时间内,通过允许的短路电流时,其电动力和热效应不会损坏电器,如:刀开关、断路器和熔断器等。
(二)低压控制电器
主要用于电气传动系统中。对于这类电器的要求是有相应的转换能力,操作频率高,电寿命和机械寿命长,工作可靠,如:接触器、继电器、主令电器等。
二、机床常用低压电器的智能化自动控制
传统的开关电器无法满足现代化控制与配电系统的需要,限制了现代化控制与配电系统的发展。随着电力系统自动化程度的不断提高,对开关电器提出了高性能、高可靠性、小型化、多功能、组合化、模块化、智能化的要求。电器智能化技术几乎是与微机技术(特别是单片微机控制技术)、微电子技术、计算机网络和数字通信技术同步发展的。
在智能电器发展初期,对智能电器的定义曾有过一个很不确切的认识,即“微机控制+开关电器”就是智能电器。从大多数智能电器元件和成套设备的硬件结构看,它们确实主要包含这两部分。把这类产品称为智能电器的实质是因为微机控制和现场各类参量的数字处理技术的应用,使这类产品具有了自动识别有无故障及故障类别的能力,并能根据现场情况控制开关电器的操作机构进行不同的操作,达到提高开关性能的目的。尽管目前还没有一个统一的关于智能电器的明确的定义,但是,从其具有的基本特征来看智能电器元件和智能化开关设备可分别定义如下:
智能电器元件是采用微机控制技术、现代传感技术、模拟量数字技术及计算机数字通信技术,具有自动监测和识别运行环境或故障类型及操作命令类型的功能,能根据故障和操作命令类别来控制操作机构动作的电器元件。这一定义给出了智能电器元件最根本的特征。智能开关设备由一次开关元件和智能监控单元组成。
对于低压配电系统和电动机控制系统中的电器设备通常必须具备以下主要功能:过载保护、短路保护、控制、隔离、紧急状态下急停。这些功能通常是由分立元器件组合完成的。由于不同类型产品水平、制造工艺、选用等原因,造成系统工作可靠性差,保护性能配合不合理,经济指标低。
他的出现从根本上解决了传统的采用分立元器件(通常是断路器或熔断器+接触器+过载继电器)由于选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题,特别是克服了由于采用不同考核标准的电器产品之间组合在一起时,保护特性与控制特性配合不协调的现象,极大地提高了控制与保护系统的运行可靠性和连续运行性能。20世纪60年代初期,法国MG公司在转动式接触器上安装了电磁式瞬时脱扣器和热双金属片式延时过载脱扣器,构成“standard”系列高分断能力接触器。这是最早的高分断能力接触器。70年代初期,日本富士公司生产出直动式“组合型”结构的UNK系列交流接触器,它把塑壳断路器与接触器组合起来,具有较高的分断能力。
20世纪80年代初期,法国TE公司于1983年将其“Integral32”接触器一断路器产品投入市场,使CPS的发展跨入了一个新阶段。进人90年代以后,低压配电系统和电动机控制中心已经形成了智能化监控、保护与信息网络系统。
智能化的断路器、智能化的电动机保护器、智能化的接触器是低压开关柜和电动机控制中心实现智能化的主要电器元件。智能断路器就是将智能型监控器的功能与断路器集成在一起,其主要是实现了脱扣器的智能化。由此断路器的保护功能大大加强:不仅方便地集电流三段保护、断相、反相、过压、欠压、不平衡保护、逆功率保护、接地保护于一身,可做到一种保护功能多种动作特性,而且可显示电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等系统运行参数,具有准确、可靠的系统协调保护的功能。目前,在供电系统中大量使用软起动器、变频器、电力电子调速装置、不间断电源等装置,使电网和配电系统中出现了大量的高次谐波,而模拟式电子脱扣器一般只反映故障电流的峰值,造成断路器在高次谐波的影响下发生误动作。带微处理器的智能化断路器反映的是负载电流的真实有效值,可避免高次谐波的影响。
三、结语
采用智能控制技术推出具有各种控制、保护、通信、协调功能的智能化电器,从而实现对低压配电系统与电动机负载的有效管理。该类产品极大地提高了机床系统的运行水平。
参考文献:
[1]何瑞华,尹天文. 我国低压电器行业现状与发展趋向[J]. 低压电器, 2004,(01) .
电机控制器范文6
关键词 电动机；控制器；驱动电路
中图分类号 TM383 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0139-01
开环控制步进电机存在一个主要的缺点，那就是在一定的速度范围内，转子旋转变得振荡和不稳定。这篇论文提出了可以解决不稳定性问题的微步细分技术，并且同时提供了高精确性的细分技术应用。这种技术提高了步进电机的分辨能力，并且抑制了由于机械共振影响而产生的振荡。这篇论文另一个关键的特色是控制器控制多路步进电机同时运转（独立自主的和/或者同步的）的能力。这在现代控制应用领域中已经大幅度增强了它的使用性。步进电机控制器对于X-Y平台的应用就是其中的一个例子。平台能够非常精确的点到点执行。基本上，步进电机控制器结合标准的IC步进电机驱动器使用，这些IC如SGS L297和L2718。这些芯片能够驱动步进电机以整步和半步运转。本文描述了完成细分功能的控制器的技术，在这种控制器中整步被分成很小的中间微步。
1 驱动电路
在步进电机的应用中，最需要考虑的重要事项之一就是设计匹配的驱动电路。步进电机的动态性能非常地依赖驱动电路。驱动步进电机需要开关电流从一个定子绕组到另一个。这种开关功能被驱动电路提供，驱动电路排列，分配和放大来自信号电路的脉冲序列。步进电机的绕组以指定的次序被激励。
集成电路的实用性已经使得对于额定电流小于3安培的小型步进电机使用分立元件构造驱动电路是不必要的。例如，SGS L7180与L7182对于单极性驱动，和L293与L298对于双极性驱动，能够很容易地使用在紧密的控制器里。
2 步进模式
能够从步进电机获得的位置分辨率，主要被步进电机的构造设计所限制。从最早的每个循环四步的步进电机到现在的每个循环400步的步进电机，在分辨率上已经有了巨大的进步。然而，对于高精密定位应用，甚至这些位置分辨率都是不够的。例如，目前正被用来生产电子集成电路的特定的设备，可能需要机械运动正好控制到一步仅仅大约0.1微米。
既然步进电机能够产生最小的步是由它的机械设计(主要是在定子和动子上的齿和电极的数量)所决定的，这种极限很快被达到，在那种地步，为了提高分辨率，必须使用其他方法来分割步距角。本文描述一种方式来完成分辨率的提高。步进电机的运转的本质是定子电流定时时序，通过适当地控制定子电流定时时序，步进电机会以所需的定位分辨率被驱动。
细分技术最重要的好处是提高了位置分辨率，其他的特点是减少了波纹转距，尤其以低的电机速度运行。通过细分技术，以高频率脉冲速率和更小的步距角，使得失步被减少并且谐振也不被触发。
3 电路结构
对于多路应用，譬如一个x-y平台，对于每个步进电机，一个控制器是必需。 控制器包括一个翻译器，一个门开关和一个驱动器。 实施细分功能的结构图的低级部份包括一个加法器/减法器，一个并行输入并行输出的寄存器和一个带有基准电压的数模转换器（DAC）。像这样使用运算放大器，一个用于放大实际定子电流信号，另一个用于比较所需的电流值和实际的被测量的电流值。所需的电流从DAC获得。基准电压决定了电机以持续运转操作的定子电流的最大值。对于8位电脑控制，控制器理论上可以达到高达256细分。
4 操作原理
控制器包括一个步进电机的标准驱动器，本文中使用了L297驱动器。这个L297驱动器从微型计算机接受控制信号和提供所有必要的驱动信号。在本文中使用L297，其作用是产生微步要求的相位序列。对于步进电动机，一个完整的步被划分成更小的步，如一步之内数微步。例如，我们以四微步作为例证。对于使用单极性驱动的四个磁极的步进电机定子电流相量。从相量0开始在绕组AB中提供最大额定电流和在其他相位提供零电流。通过增加绕组CD中的定子点流到1，同时降低绕组AB中的电流到1，转子位置会从开始位置a转到位置b。接下来，绕组CD里的电流进一步增加到2’，然而绕组AB的电流减少到2’，则平衡位置将是c。同样地，接下来的四分之一增加和减少电流将会是下一个平衡位置d。最后，在位置e，绕组CD有最大的额定电流，然而在绕组AB中沒有电流。如果整步被执行了，转子位置将直接从位置a走到位置e，跳过中间步。
除了电流流过绕组A’B’，在下一个象限中的操作是相似的。在这种情况下，绕组AB的电流翻转，但是绕组CD的电流依然是同一方向；由绕组AB产生定子磁通量翻转发生，和转子制动位置将会停留在位置f。通过持续的相等的增加和减少绕组电流，转子最后将会到达位置i。这个过程继续直到转子回到位置a，并且完成一个周期循环。
使用相同的安排，任何数量的细分都可以被完成。对于给定的步进电机，以上细分的限制可能来自于其他因素，如机械和电气的约束。通过“三角形的楼梯”剖面描述了通过绕组的电流
波形。
当绕组AB有最大电流时，绕组CD有零电流。电流自行调节直到另一个极端，那就是当绕组AB沒有电流并且绕组CD有最大的
电流。
5 结束语
本文介绍了一个标准步进电机细分的实施。这位控制器主要特点在于用来提供所给的步进电机控制系统的高精度位置分辨率操作的灵活性。在改型一个现有的标准步进马达控制器到一个高精度位置分辨率控制器情况下，这里的技术看来是一个极好的方案。控制器是能够以非常精确的分辨率同时地控制多路步进
电机。
参考文献
[1]郑晓峰.数控技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2008.
