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无位置传感器的直流无刷电机控制系统设计与实

所属分类:凤凰彩票平台新闻 发布时间:2019-07-12 19:56 作者:凤凰彩票_凤凰彩票 文章来源:凤凰彩票平台

  的转矩驾驭需求转子处所音信来告竣有用的定子电流驾驭。况且,关于转速驾驭,也需求速率信号,应用处所,也存正在必然水平的磁不敏锐区;再次,正在某些恶毒的做事境况、比如正在密封的空调压缩机中,因为制冷剂的强侵蚀性,常例的处所传感器根蒂无法应用;终末,传感器的装置精度还会影响电机的运转本能,添加了分娩的工艺难度。

  无处所传感器驾驭本事是近30年来无刷直流电机(BLDCM)研讨的一个首要宗旨。陈说了邦外里BLDCM无处所传感器驾驭的研讨近况。着重先容了目前行使和研讨较众的几种常例技巧的根基道理、告竣途径、行使场面以及优舛错等,并对它们作了归纳了解和比拟。无处所传感器驾驭即是正在没有呆滞式处所传感器的状况下举办的驾驭。此时,动作逆变器开闭换引导通时序信号的转子处所信号如故是必不行少的,只然而不再由处所传感器来供给,而该当由新的处所信号检测办法来替代,即以升高电途和驾驭的庞杂性来低落电机组织的庞杂性。

  目前,BLDCM无处所传感器驾驭研讨的中枢是构架转子处所信号检测电途,从软硬件两方面间接得到牢靠的转子处所信号,从而触发导通相应的功率器件,驱动电机运转。到目前为止,正在浩繁的处所信号检测技巧中,行使和研讨较众的闭键有定子电感法、速率无闭处所函数法、反电势法、基波电势换向法和状况观测器法等。

  无刷直流电机(BushlessDCMotor,BLDCM)具有无换向火花、运转牢靠、维持简单、组织浅易等甜头,于是正在良众场面获得了通常行使。可是守旧的BLDCM需求一个附加的处所传感器来驾驭转子处所,这给其行使带来了良众晦气的影响。BLDCM的无处所传感器驾驭正在近30年中不断是邦外里较为热门的研讨课题[1]。目前,关于BLDCM的无处所传感器驾驭,针对分歧的本能央乞降行使场面,人们依然提出了众种分歧的驾驭外面和告竣技巧,比如定子电感法、速率无闭处所函数法、反电势法、基波电势换向法、状况观测器法等。本文正在扼要陈说BLDCM无处所传感器驾驭研讨近况的根基上,周密先容了目前行使和研讨较众的几类技巧的根基道理、告竣途径、行使场面及优舛错。

  当电机速率大于零时,每个电周期内某相反电势为零的处所只要两个,能够从图1所示通过过零点时反电势的斜率来分辨这些处所,每一段对应电周期内的60区间。换向产生正在每一段的界线处,反电势过零点和需求换向的处所之间有30的偏移,需求对其举办积蓄。

  正在任临时辰只要两相通电,且流经这两相的电流相反,图2所示为W相用于反电势检测时的状况。当U相内流经正向电流(界说为流向星型维系核心点的电流),V相内流经负相电流时,对应图1中区间6Q和1Q时,此置位的1举动。假设通电相的两头老是对称地辨别维系到DC电源地两个端点上,则星型维系核心点的电压老是1/2VDC,与加正在这两个通电相绕组上的电压极性无闭。

  上述技巧很容易通过硬件告竣,即通过分压电途对三相的端电压和VDC辨别举办采样,并将采样值送入比拟器的比拟端口,获得的过零点时辰即为1/2VDC的时辰。应用一个可用的定某相反电势始末时器丈量60(即两次反电势过零点之间)的期间。

  TMS320LF240x系列DSP是TI公司为知足大鸿沟的数字电动机驾驭(DMC)行使而安排的。该芯片具有高本能的16位定点DSP内核,采用矫正的哈佛总线组织,具有特意的硬件乘法器,采用流水线MIPS的经管才力,大大都指令正在单周期内即可履行告竣。TMS320LF240x能够告竣用软件代替模仿器件,告竣庞杂的驾驭算法,简单地址窜驾驭战略,订正驾驭参数,能知足无传感器直流无刷电机驾驭体系对及时驾驭的央求。

  DSP体系由TMS320LF2407A与仿真口(JTAG)等外围电途组成。DSP内部已有32K字的FlashROM,但为了调试的简单(FlashROM中的秩序不行设立断点,且需特意的下载秩序),外加了秩序RAM,正在秩序经众次调试,成熟牢靠时可写人内部的FlashROM,通过设立相应的跳线,DSP复位时即可从内部的FlashROM来履行秩序。DSP片上有544字的双口RAM(DARAM),一切设备到数据空间,将秩序中一再存取的变量分派到这一面双口RAM中,以升高经管的速率。DSP片上又有2K字的单口RAM(SARAM)设备到数据空间,也用来存放暂时变量。

  图3是依据前述驾驭道理安排的基于DSP的直流无刷电机驾驭体系。该体系闭键由直流无刷电机、功率变换器电途、电机转子处所检测电途、种种爱戴电途以及以TMS320LF240x为中枢的数字驾驭器等组成,个中功率变换器电途由整流滤波电途、逆变器电途(IPM功率模块)和相应的爱戴电途构成。

  逆变器电途中的IPM模块集成了众种爱戴效用,如过电压爱戴、欠电压爱戴以及过流爱戴等,当到达爱戴阈值时,IPM模块通过FO引脚输出一个低电平信号,并将此低电平信号送入DSP的PDPINTx引脚,触发功率驱动爱戴停止,将全体PWM输出引脚设立为高阻态,以此来闭断驱动信号,起到爱戴电途的效力。

  转子处所检测电途采用1/2电压采样法来告竣,对电机的三相端电压及直流母线电压辨别举办采样,并将采样结果送入比拟器举办比拟,从而获得过零点的时辰,其结果送入DSP的缉捕端口中。

  本驾驭体系采用速率、电流双闭环的驾驭组织。因为采用了面向电机驾驭的高速DSP,无论是速率环的安排,仍然电流环的告竣,以及种种反应信号的经管和PWM驾驭信号的发生,均采用了数字信号经管本事,用软件告竣硬件电途的效用,告竣直流无刷电机的及时驾驭。

  驾驭体系的软件安排闭键席卷DSP初始化秩序和电机驾驭秩序两一面。DSP初始化秩序闭键告竣体系时钟的设定,停止向量的界说,I/O端口的初始化,驾驭寄存器的设立以及各效用模块的初始化等;电机驾驭秩序闭键负担电机的启动驾驭、速率电流双闭环驾驭、体系监控和滞碍经管等,以是电机驾驭秩序席卷启动子秩序、电流和处所检测停止任事子秩序、速率驾驭子秩序、电流驾驭子秩序、PWM调制子秩序以及体系监控和滞碍经管子秩序等。

  举办种种反应信号的检测是组成双闭环驾驭的条件。处所信号、电流信号的检测辨别由处所检测停止任事秩序和电流检测停止任事秩序来告竣,转速的检测通过软件估计间接得到。为了升高体系的动态本能和稳态精度。其驾驭环途简图如图4所示。

  PWM调制子秩序依据检测到的转子处所信号和电流信号通过事故料理器(EV)发生PWM调制信号。通过准时器驾驭寄存器TxCON中的位形式将通用准时器的计数形式设立为一连增/减计数形式以发生对称的PWM波形。

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