一種感應電動機速度檢測方法
谷愛昱1，劉彥彬2
(1.廣東工業大學，廣東廣州510090;2．哈爾濱工業大學，黑龍江哈爾濱150001)
摘要：針對生產現場的要求，提出一種速度檢測方法。設計了永磁脈沖轉速傳感器，并利用8098單片機的高速輸入hsi1，通過變m-t法測量轉速。
關鍵詞：感應電動機}速度i檢測
中圖分類號：tm306 文獻標識碼：b 文章編號：1001- 6848( 2000)01- 0037 - 02
1 引 言
準確的轉速測量是閉環調速系統中至關重要的一個環節，它直接影響調速系統的調速性能。速度檢測通常由轉速信號的拾取和處理兩部分組成。對于前者有交、直流發電機、光電轉換組件、可變電容、霍爾元件等許多種測速傳感器，但由于裝配結構的要求及生產現場粉塵、振動等因素的影響，使某些傳感器的應用受到限制；運用單片機處理轉速信號可以采用m法、t法、m-t法及變m-t法，其中變m-t法不但能在較寬轉速范圍得到比較精確的測速值，而且具體實現時的軟硬件都比較簡單。因此本文以三相感應電動機為控制對象，設計一種永磁脈沖轉速傳感器，并利用8098單片機的高速輸入hsi1，通過變m-t法測量轉速。
2速度檢測
2.1轉速信號的拾取
在本系統中要求轉速傳感器結構簡單、體積小，并且在負載劇烈變化時保證測速精庋，因此設計如下的永磁脈沖轉速傳感器，見圖1。傳感器利用鼠籠異步電動機內部的風扇，在風扇對應的外殼處安裝永磁體和感應線圈。這樣，當電機旋轉時，風扇隨之轉動，永磁體下扇葉與空氣交替變化，造成氣隙磁導的交變，使永磁體中的磁通脈動，因而在線圈中產生感應電動勢。
感應電動勢的頻率取決于磁通的變化率，僅與轉速和扇葉數直接相關，該頻率可描述為：
永磁體下每經過一片扇葉，輸出的感應電動勢變化1次。扇葉數為常數，頻率與轉速有一一對應的確定關系，于是根據頻率可確定電機轉速。
這種電磁式傳感器雖不宜用于低速信號，但由于生產現場中常用工況一般不低于幾百r/min，產生的感應電動勢已足夠大，因此完全滿足要求。
圖2為傳感器波形輸出，輸出波形上含有許多高次諧波。通過諧波分析可知，主要為pwm調制頻率。這是因為電機由逆變器供電，而傳感器是電磁式，這樣在傳感器線圈中感應出pwm調制頻率的電動勢，但可通過信號處理獲得符合要求的速度信號。
2.2轉速信號的處理
磁電式傳感器的輸出為模似量，必須轉化成數字量，為8098單片機高速輸入hsi1接受。整個測速電路電括濾波、整形、變換三部分，結構見圖3。
惡劣的生產現場正常工作；速度信號處理電路，消除則轉速公式為：
并且利用8098單片機高速輸入中斷方式與變m-t法相結合測速，分辨率高，軟件實現容易。
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