帶有保護(hù)裝置的無(wú)線(xiàn)遙控式灌溉泵機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及灌溉栗機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其控制方法，具體涉及帶有保護(hù)裝置的無(wú)線(xiàn)遙控式灌溉栗機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其控制方法，屬于電機(jī)調(diào)速保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)的電機(jī)調(diào)速控制技術(shù)在灌溉栗機(jī)無(wú)線(xiàn)調(diào)速方面，簡(jiǎn)單控制，智能化程度很低，不能滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求?，F(xiàn)有的農(nóng)業(yè)灌溉栗機(jī)，基本上還是傳統(tǒng)潛水栗機(jī)，不能進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速控制，不能滿(mǎn)足人們對(duì)不同情況下對(duì)栗機(jī)功率要求，比如灌溉大塊農(nóng)田時(shí)，我們想提升栗機(jī)電壓，使其單位時(shí)間出水量提高；灌溉菜苗、高度較高小麥時(shí)，我們希望水流變小，減小對(duì)農(nóng)作物的沖刷損害，另外還不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)正反調(diào)控。近年來(lái)為了方便對(duì)栗機(jī)的啟停控制，市場(chǎng)上出現(xiàn)了無(wú)線(xiàn)控制栗機(jī)啟動(dòng)、停止的控制器，但大多是簡(jiǎn)單的啟停控制，并且還沒(méi)有對(duì)栗機(jī)的一些系統(tǒng)保護(hù)。此外，當(dāng)人們較遠(yuǎn)灌溉農(nóng)田時(shí)，需要多根輸水管的連接，傳輸距離遠(yuǎn)時(shí)就容易發(fā)生水管折彎，導(dǎo)致水管連接處、栗機(jī)出水口處水壓激增，致使水管脫節(jié)或者爆裂，會(huì)影響灌溉效率，也給人們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決農(nóng)業(yè)栗機(jī)灌溉效率低，不能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)線(xiàn)調(diào)速，也不能無(wú)線(xiàn)控制栗機(jī)正反轉(zhuǎn)，使用過(guò)程中易出現(xiàn)壓力過(guò)大致使輸水管脫節(jié)或爆裂的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:帶有保護(hù)裝置的無(wú)線(xiàn)遙控式灌溉栗機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括DSP控制器、主控電路、栗機(jī)電機(jī)、水壓檢測(cè)調(diào)理電路、顯示屏、驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路和無(wú)線(xiàn)遙控裝置，所述無(wú)線(xiàn)遙控裝置包括指令發(fā)射裝置和指令接收裝置，所述DSP控制器的輸出端連接主控電路，主控電路的輸出端連接栗機(jī)電機(jī)，栗機(jī)電機(jī)安裝在灌溉栗機(jī)內(nèi)，灌溉栗機(jī)的輸出端連接輸水管線(xiàn)，所述水壓檢測(cè)調(diào)理電路的輸入端連接輸水管線(xiàn)，水壓檢測(cè)調(diào)理電路的輸出端連接DSP控制器的A/D輸入端，驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的輸入端連接主控電路，驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的輸出端連接DSP控制器的Η)ΡΙΝΤΑ端口，所述指令接收裝置安裝在DSP控制器上，指令接收裝置的輸出端連接DSP控制器的XD數(shù)據(jù)輸入端，指令發(fā)射裝置和指令接收裝置通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)傳輸連接，所述顯示屏通過(guò)數(shù)據(jù)連線(xiàn)與DSP控制器建立雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0005]所述指令發(fā)射裝置包括指令發(fā)射電路，指令發(fā)射電路包括指令輸入端、編碼芯片和無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊，指令輸入端包括調(diào)速按鍵，所述編碼芯片的輸出端與無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊的輸入端建立連接。
[0006]所述指令接收裝置包括指令接收電路，指令接收電路包括無(wú)線(xiàn)接收模塊和解碼芯片，所述無(wú)線(xiàn)接收模塊的輸出端連接解碼芯片的輸入端，解碼芯片的輸出端依次對(duì)應(yīng)連接DSP控制器的XD輸入端。
[0007]所述主控電路包括不可控三相整流橋電路、濾波電路、緩沖電路和IPM模塊，濾波電路包括兩個(gè)串聯(lián)的電容，緩沖電路包括緩沖電阻、無(wú)感電容和恢復(fù)二極管，緩沖電阻與二極管并接后與無(wú)感電容串聯(lián)，所述濾波電路并接在整流橋的兩端，緩沖電路并接在濾波電路的兩端，IPM模塊的兩個(gè)輸入端并接在緩沖電路兩端，三相不可控整流橋，它們將電源的三相交流全波整流成直流，濾波電容除了濾除整流后的電壓紋波外，還在整流電路與逆變器之間起去耦作用，以消除相互干擾，這就給作為感性負(fù)載的電動(dòng)機(jī)提供必要的無(wú)功功率。逆變電路IPM集成功率模塊內(nèi)由六個(gè)全控型MOSFET構(gòu)成逆變電路，逆變電路把整流后的直流電再逆變?yōu)榉?、頻率均可調(diào)的交流電，考慮到對(duì)MOSFET保護(hù)，在逆變橋上加上一個(gè)吸收緩沖電路，電路中的無(wú)感電容，緩沖電阻及快速恢復(fù)二極管，構(gòu)成功率吸收緩沖電路，能有效的抑制浪涌。
[0008]所述帶有保護(hù)裝置的無(wú)線(xiàn)遙控式灌溉栗機(jī)調(diào)速系統(tǒng)包括線(xiàn)電壓檢測(cè)調(diào)理電路，所述線(xiàn)電壓檢測(cè)調(diào)理電路包括電壓傳感器、采樣電阻、濾波電阻、濾波電容和放大電路，所述電壓傳感器的輸入端接在主控電路的IPM模塊的輸出端，電壓傳感器的輸出端分別連接米樣電阻的一端和濾波電阻的一端，采樣電阻的另一端接地，濾波電阻的另一端分別連接濾波電容的一端和放大電路的輸入端，濾波電容的另一端接地，放大電路的輸出端連接DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊接口。
[0009]所述帶有保護(hù)裝置的無(wú)線(xiàn)遙控式灌溉栗機(jī)調(diào)速系統(tǒng)包括若干光電隔離電路，光電隔離電路的數(shù)目與DSP的PSM信號(hào)輸出端數(shù)目相同，光電隔離電路包括依次連接的緩沖器、第一光親和第二光親，所述DSP控制器的每個(gè)PffM信號(hào)的輸出端分別通過(guò)相應(yīng)的光電隔離電路與主控電路的IPM模塊建立連接。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端、四個(gè)光電耦合器和一個(gè)與非門(mén)，第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端分別連接IPM模塊的三個(gè)上橋臂，第四輸入端連接IPM模塊的三個(gè)下橋臂，第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和第四輸入端分別通過(guò)光電耦合器與與非門(mén)建立連接，與非門(mén)的輸出端連接DSP控制器的PDPINTA端口，針對(duì)主控電路逆變部分IPM模塊加入故障檢測(cè)保護(hù)電路，在過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱的實(shí)時(shí)保護(hù)，一旦發(fā)生故障控制器會(huì)實(shí)時(shí)封鎖控制信號(hào)輸出，切斷主電路與栗機(jī)電機(jī)的連接。
[0011]所述水壓檢測(cè)調(diào)理電路包括壓力傳感器、第一放大器、RC濾波電路和第二放大器，所述壓力傳感器的輸出端接入第一放大器的同相輸入端，第一放大器的輸出端通過(guò)RC濾波電路接入第二放大器的同相輸入端，第二放大器的輸出端連接DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊接口。
[0012]所述帶有保護(hù)裝置的無(wú)線(xiàn)遙控式灌溉栗機(jī)調(diào)速系統(tǒng)包括電機(jī)檢測(cè)調(diào)理電路，所述電機(jī)檢測(cè)調(diào)理電路包括光電編碼器、隔離光耦和施密特觸發(fā)器，光電編碼器安裝在栗機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，光電編碼器的輸出端通過(guò)光耦與施密特觸發(fā)器建立連接，施密特觸發(fā)器的輸出端連接DSP控制器的QEP輸入端，電機(jī)檢測(cè)調(diào)理電路不僅對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)栗機(jī)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制，省去了人們手動(dòng)調(diào)換相線(xiàn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)的麻煩；還有就是線(xiàn)電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)正反轉(zhuǎn)顯示，方便人機(jī)交互，實(shí)時(shí)查看電機(jī)工作狀況。
[0013]基于所述帶有保護(hù)裝置的無(wú)線(xiàn)遙控式灌溉栗機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0014]步驟一、將系統(tǒng)和DSP控制器進(jìn)行初始化后，利用指令發(fā)射裝置使電機(jī)工作在中速巡航狀態(tài)；
[0015]步驟二、長(zhǎng)按指令發(fā)射裝置調(diào)速按鍵，DSP控制器根據(jù)輸入指令的時(shí)長(zhǎng)調(diào)節(jié)PffM信號(hào)占空比，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。
[0016]步驟二所述根據(jù)輸入指令的時(shí)長(zhǎng)調(diào)節(jié)輸出PffM信號(hào)占空比的方法具體為:
[0017]a = kt，
[0018]式中α為輸出PffM信號(hào)的占空比，t為輸入指令的時(shí)長(zhǎng)，k為比例因子。
[0019]α取值范圍為O至I之間，k值隨著t的最大持續(xù)時(shí)間而變化，所述t的最大值范圍為30s至60s之間。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:本發(fā)明通過(guò)無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)對(duì)灌溉栗機(jī)的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)級(jí)調(diào)速，控制效果更佳，調(diào)控更佳精。為了防止水管折彎，引起水管脫節(jié)、甚至爆裂狀況發(fā)生，在栗機(jī)出水口處添加了水壓實(shí)時(shí)檢測(cè)模塊，一旦檢測(cè)到此處水壓達(dá)到水管承受能力的80%時(shí)，控制器就自動(dòng)啟動(dòng)控制程序通過(guò)繼電器斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，實(shí)時(shí)起到對(duì)水管的保護(hù)作用，提