一种电动机直接转矩控制系统的制作方法

专利2026-07-24  9


本发明涉及电动机直接转矩控制的,特别是涉及一种电动机直接转矩控制系统。


背景技术:

1、直接转矩控制是一种高级的电机控制技术,它主要通过对电机的转矩和磁通进行直接的测量和控制来实现对电动机的精确操控,现有的直接转矩控制系统如公告号为cn105007009b的发明专利中公开的基于终端滑模的双凸极电动机直接转矩控制装置及方法和公开号为cn202772834u的实用新型专利中公开的一种交流异步电动机直接转矩控制装置等,均可实现对电动机进行直接转矩控制。

2、但是在使用过程中发现,现有的直接转矩控制系统比较简单,对误差的计算精度较差,并且需要持续的输出高频pwm电压,再有不方便对电动机运行时产生的电磁干扰和热量进行处理,导致实用性较差,因此亟需一种电动机直接转矩控制系统对上述问题进行改善。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明提供一种通过深度学习的计算方式,提高计算精度,并且在电动机不进行高精度运行时,对电动机未来一段时间的运行状态进行预测,无需向电动机持续输入高频pwm电压,并且通过电机维护模块在电动机运行过程保障电动机运行的稳定性,同时降低电动机运行对周围其他电气设备的影响,从而提高系统的实用性的一种电动机直接转矩控制系统。

2、本发明的一种电动机直接转矩控制系统,包括:

3、中央控制模块:对驱动模块、数据获取模块数据处理模块、数据储存模块和电机维护模块进行集中控制,对工作人员身份信息进行验证,并且对工作人员进行提示;

4、驱动模块:为中央控制模块、数据获取模块数据处理模块、数据储存模块和电机维护模块进行供电,保障供电稳定性;

5、数据获取模块:对电动机的运行数据进行获取,并将获取的数据发送至数据处理模块中;

6、数据处理模块:对获取的数据进行分析处理,计算获取的数据与设定阈值的误差,并且在不进行高精度控制时,对电动机的运行状态进行预测;

7、数据储存模块:对各个模块的运行数据、工作人员的操作数据和获取的电动机的运行数据进行储存;

8、电机维护模块:对电动机的正常运行进行保障,并且减少电动机正常运行对周围其他电气设备的影响;

9、通过深度学习的计算方式,提高计算精度,并且在电动机不进行高精度运行时,对电动机未来一段时间的运行状态进行预测,无需向电动机持续输入高频pwm电压,并且通过电机维护模块在电动机运行过程保障电动机运行的稳定性,同时降低电动机运行对周围其他电气设备的影响,从而提高系统的实用性。

10、优选的,所述中央控制模块包括:

11、主控单元:对驱动模块、数据获取模块数据处理模块、数据储存模块和电机维护模块进行集中控制;

12、警报单元:在数据处理模块发现异常数据时,向警报单元发出信号,通过警报单元发出警报提醒工作人员;

13、身份信息核对单元:工作人员登录系统时,对工作人员的身份信息进行核对,保障系统的安全。

14、优选的,所述驱动模块包括:

15、驱动电路:对电能进行输送;

16、电流检测单元:对电流进行检测检测;

17、储电单元:电能进行储存;

18、逆变器:对电压进行调节,并向电动机输出高频pwm电压;正常使用时,通过驱动电路同时向储电单元和逆变器提供电能,在储电单元充满电后,驱动电路停止向储电单元输送电能,在电流检测单元检测到驱动电路停止供电时,储电单元启动,向逆变器输送电能,保障逆变器的供电稳定性,使逆变器向电动机输出高频pwm电压。

19、优选的,所述数据获取模块包括:

20、pwm信号发生器:根据数据处理模块的处理结果,向逆变器发送pwm信号,对逆变器进行控制;

21、电压传感器:对电动机运行时的电压变化进行检测,并将检测结果传输至数据处理模块中;

22、电流传感器:对电动机运行时的电流变化进行检测,并将检测结果传输至数据处理模块中。

23、优选的,所述数据处理模块包括:

24、数据筛选单元:将接收的数据与之前传输的数据进行对比,得出误差,再将误差与设定的数值范围进行对比,误差在阈值范围内,接收的数据为正常数据,直接将正常数据传输至深度学习处理单元中,误差在数值范围外,接收的数据为异常数据,向警报单元发出信号;

25、深度学习处理单元:采用tensorflow框架和循环神经网络,通过已训练合格的模型对数据进行分析处理,得出数据与设定的阈值进行对比求出误差,并且对电动机未来一段时间内的运行状况进行预测,在电动机不进行高精度运行时,减少逆变器对高频pwm电压的持续输出;

26、数据库:对模型的训练数据进行储存。

27、优选的,所述数据储存模块包括:

28、储存单元:对各个模块的运行数据、工作人员的操作数据和获取的电动机的运行数据进行限期储存;

29、删除单元:对超出储存期限的数据进行删除;

30、恢复单元:对未超出恢复期限的误删数据进行恢复。

31、优选的,所述电机维护模块包括抗干扰机构和散热机构,散热机构安装于抗干扰机构中;通过抗干扰机构减少电动机运行时产生的电磁干扰对周围其他电气设备的影响,通过散热机构对电动机进行散热,从而提高电机维护模块的实用性。

32、优选的,所述抗干扰机构包括抗电磁干扰箱和抗电磁干扰盖,电动机安装于抗电磁干扰箱的内部,抗电磁干扰盖安装于抗电磁干扰箱上,并且电动机的输出轴穿过抗电磁干扰盖;通过抗电磁干扰箱和抗电磁干扰盖对电动机运行产生的电磁干扰进行阻挡,减少电磁干扰对周围电气设备的影响,从而提高抗干扰机构的实用性。

33、优选的,所述散热机构包括驱动机构、多组第一齿轮、多组连杆、多组锥齿环、多组第一风扇、多组第二风扇、多组锥齿轮、降温箱、多组半导体制冷板和多组循环管,驱动机构安装于抗电磁干扰箱的内部,多组连杆的一端均转动安装于抗电磁干扰箱的内部,多组第一齿轮分别安装于多组连杆的另一端上,并且多组第一齿轮均与驱动机构啮合连接,多组锥齿环和多组第一风扇分别套装于多组连杆上,多组第二风扇的一端均转动安装于抗电磁干扰箱的内部,多组锥齿轮分别安装于多组第二风扇的另一端上,并且多组锥齿轮分别与多组锥齿环啮合连接,降温箱安装于抗电磁干扰箱上,降温箱的内部与抗电磁干扰箱的内部相通,多组半导体制冷板均安装于降温箱上,并且多组半导体制冷板的制冷端均位于降温箱中,多组半导体制冷板的散热端均位于降温箱外,多组循环管的一端均安装于降温箱上,多组循环管的另一端均安装于抗电磁干扰盖上;通过第一齿轮与驱动机构啮合传动,使连杆旋带动第一风扇旋转,对抗电磁干扰箱内的空气进行横向输送,同时经锥齿环与锥齿轮啮合传动,使第二风扇旋转将空气吹向电动机,对电动机进行降温,之后第一风扇将抗电磁干扰箱内的空气排入至降温箱中,使半导体制冷板对降温箱内的空气进行降温,空气穿过循环管再回到抗电磁干扰箱中,之后通过空气持续在抗电磁干扰箱、降温箱和循环管中反复流动,对电动机进行持续降温,从而提高散热机构的实用性。

34、优选的,所述驱动机构包括第二齿轮、行星齿轮架、多组行星齿轮、第一齿环、第二齿环、驱动电机和第三齿轮,第二齿轮套装于电动机的输出轴上,行星齿轮架转动套装于电动机上,多组连杆均转动安装于行星齿轮架上,并且多组行星齿轮均与第二齿轮啮合连接,第一齿环转动套装于行星齿轮架上,并且第一齿环的内圈与多组行星齿轮啮合连接,第二齿环套装于行星齿轮架上,所述多组第一齿轮均与第二齿环啮合连接,驱动电机固定安装于抗电磁干扰箱的内部,第三齿轮安装于驱动电机的输出轴上,并且第三齿轮与第一齿环的外圈啮合连接;电动机运行时,第二齿轮旋转,经多组行星齿轮传动,使行星齿轮架带动第二齿环旋转,使第二齿环带动第一齿轮旋转,在电动机低速运行或电动机停止运行时,打开驱动电机,经第三齿轮与第一齿环啮合传动,使行星齿轮架保持正常转速,使第一风扇和第二风扇对电动机进行降温,从而提高驱动机构的实用性。

35、与现有技术相比本发明的有益效果为:

36、1、通过深度学习的计算方式,提高计算精度,并且在电动机不进行高精度运行时,对电动机未来一段时间的运行状态进行预测,无需向电动机持续输入高频pwm电压;

37、2、通过电机维护模块在电动机运行过程保障电动机运行的稳定性,同时降低电动机运行对周围其他电气设备的影响;

38、3、通过电流检测单元对电流进行检测,在电流减速或消失时,通过储电单元为逆变器供电,保持系统运行的稳定性。


技术特征:

1.一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述中央控制模块包括:

3.如权利要求1所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述驱动模块包括:

4.如权利要求3所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述数据获取模块包括:

5.如权利要求1所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述数据处理模块包括:

6.如权利要求1所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述数据储存模块包括:

7.如权利要求1所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述电机维护模块包括抗干扰机构和散热机构,散热机构安装于抗干扰机构中。

8.如权利要求7所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述抗干扰机构包括抗电磁干扰箱(2)和抗电磁干扰盖(3),电动机(1)安装于抗电磁干扰箱(2)的内部,抗电磁干扰盖(3)安装于抗电磁干扰箱(2)上,并且电动机(1)的输出轴穿过抗电磁干扰盖(3)。

9.如权利要求8所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述散热机构包括驱动机构、多组第一齿轮(4)、多组连杆(5)、多组锥齿环(6)、多组第一风扇(7)、多组第二风扇(8)、多组锥齿轮(9)、降温箱(10)、多组半导体制冷板(11)和多组循环管(12),驱动机构安装于抗电磁干扰箱(2)的内部,多组连杆(5)的一端均转动安装于抗电磁干扰箱(2)的内部,多组第一齿轮(4)分别安装于多组连杆(5)的另一端上,并且多组第一齿轮(4)均与驱动机构啮合连接,多组锥齿环(6)和多组第一风扇(7)分别套装于多组连杆(5)上,多组第二风扇(8)的一端均转动安装于抗电磁干扰箱(2)的内部,多组锥齿轮(9)分别安装于多组第二风扇(8)的另一端上,并且多组锥齿轮(9)分别与多组锥齿环(6)啮合连接,降温箱(10)安装于抗电磁干扰箱(2)上,降温箱(10)的内部与抗电磁干扰箱(2)的内部相通,多组半导体制冷板(11)均安装于降温箱(10)上,并且多组半导体制冷板(11)的制冷端均位于降温箱(10)中,多组半导体制冷板(11)的散热端均位于降温箱(10)外,多组循环管(12)的一端均安装于降温箱(10)上,多组循环管(12)的另一端均安装于抗电磁干扰盖(3)上。

10.如权利要求9所述的一种电动机直接转矩控制系统,其特征在于,所述驱动机构包括第二齿轮(13)、行星齿轮架(14)、多组行星齿轮(15)、第一齿环(16)、第二齿环(17)、驱动电机(18)和第三齿轮(19),第二齿轮(13)套装于电动机(1)的输出轴上,行星齿轮架(14)转动套装于电动机(1)上,多组连杆(5)均转动安装于行星齿轮架(14)上,并且多组行星齿轮(15)均与第二齿轮(13)啮合连接,第一齿环(16)转动套装于行星齿轮架(14)上,并且第一齿环(16)的内圈与多组行星齿轮(15)啮合连接,第二齿环(17)套装于行星齿轮架(14)上,所述多组第一齿轮(4)均与第二齿环(17)啮合连接,驱动电机(18)固定安装于抗电磁干扰箱(2)的内部,第三齿轮(19)安装于驱动电机(18)的输出轴上,并且第三齿轮(19)与第一齿环(16)的外圈啮合连接。


技术总结
本发明涉及电动机直接转矩控制的技术领域,特别是涉及一种电动机直接转矩控制系统,包括:中央控制模块、驱动模块、数据获取模块、数据处理模块、数据储存模块和电机维护模块;其通过深度学习的计算方式,提高计算精度,并且在电动机不进行高精度运行时,对电动机未来一段时间的运行状态进行预测,无需向电动机持续输入高频PWM电压,并且通过电机维护模块在电动机运行过程保障电动机运行的稳定性,同时降低电动机运行对周围其他电气设备的影响,从而提高系统的实用性。

技术研发人员:樊泽永,段从从,任维泽,李鹏东
受保护的技术使用者:山东联创高科自动化有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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