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線性脈波馬達適應控制系統之研製

線性脈波馬達適應控制系統之研製. 國立虎尾科技大學鼓勵性研究計畫成果 報告 計畫主持人：丁振聲. 摘要. 線性脈波馬達 (LPM) 主要根據數位 訊號處理器 (DSP) 為控制核心，配合盲時 電路以 避免 full bridge 上下臂同時導通 加上功率 極板來驅動。先以 Matlab 模擬以 評估 系統架構的可行性，並使用脈波寬度 調變 (PWM) 來改變馬達移動速度，利用 兩相 線圈間相位的超前或落後來達到馬達正反轉 功能。. 旋轉型馬達與線型馬達之直線運動. 線性脈波馬達結構圖. 速度控制.

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線性脈波馬達適應控制系統之研製

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Presentation Transcript

  1. 線性脈波馬達適應控制系統之研製 國立虎尾科技大學鼓勵性研究計畫成果報告 計畫主持人：丁振聲

  2. 摘要 線性脈波馬達(LPM)主要根據數位訊號處理器(DSP)為控制核心，配合盲時電路以避免 full bridge 上下臂同時導通加上功率極板來驅動。先以 Matlab模擬以評估系統架構的可行性，並使用脈波寬度調變(PWM)來改變馬達移動速度，利用兩相 線圈間相位的超前或落後來達到馬達正反轉功能。

  3. 旋轉型馬達與線型馬達之直線運動

  4. 線性脈波馬達結構圖

  5. 速度控制 由於線性脈波馬達需要供給兩相交流電流，因此所需的功率轉換器為一個將直流轉換為交流的功率轉換器。為了有效的達到電動機的速度控制，則必須控制變頻器的輸出電流到電動機。最常使用的方法為藉由脈波寬度調變(pulsewidthmodulation，PWM)來實現。

  6. 由一調變波與一三角波比較後產生控制信號，當調變波大於三角波時，則該相上臂(下臂)的開關導通(截止)，反之當三角波大於調變波時， 該相下臂(上臂)的開關導通(截止) 。 三角波比較調變法

  7. 盲時電路 由於功率晶體開關的動作並非是理想的，必須加入一段短路保護時間(dead time)，或稱盲時，以避免同一臂功率開關同時導通，造成同一臂功率晶體一起損毀。 我們只需要判斷在每一相由ON 轉OFF 那一瞬間多 加入一段固定延遲時間再變OFF。

  8. 結果與討論

  9. (a)餘旋波(控制電壓)和三角波(載波)

  10. (b)正旋波(控制電壓)和三角波(載波)

  11. 功率晶體同一臂上、下開關訊號

  12. 線性脈波馬達位移圖

  13. 線性脈波馬達移動情形

  14. 參考文獻 [1]陳明宗，「降低微步進線性步進馬達之 定位誤差研究」，碩士論文，淡江大學 機械與機電工程研究所，２００３年。 [2]陳裕彥，「數位化線性步進馬達微步進驅動 器之設計與研製」，碩士論文，國立台灣科 技大學/電機工程研究所，２００１年。 [3]鄭培璿，「電力電子分析與模擬」。 [4]劉昌煥，「交流電機控制」。 [5]Prentice Hall,“ INTRODUCTION TO POWER ELECTRONICS ”. [6]Mohan,Undeland,Robbins,“ POWER Electronics:Applications and Design ”. [7]林容益，「DSP/CPLD控制技術及應用」。

  15. 參考文獻 [8]李清、林育賢、連怡仲、侯志忠、蘇泰光，「內嵌式C32 DSP實務應用」。 [9]施慶隆，「STC32 DSP進階與應用」。 [10]張智星，「MATLAB程式設計與應用」。 [11]蒙以正，「以MATLAB透視DSP」。 [12]羅華強，「MATLAB5.3 SIMULINK3.0範例入門」。 [13]林志一、曾龍圖、吳明璇，「IsSpice電子學實習」。 [14]Sheng-Ming Yang,Feng-Chieh Lin andMing-TsungChen‘‘Micro-stepping controlofa two-phase linear stepping motor withthree-phase VSI inverter for high-speed applications”,IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 40, NO.5, SEPTEMBER/OCTOBER 2004

  16. Thank You For Your Attention!

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