永磁同步电机控制的研究与dsp设计

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1、中图分类号:TM313文献标识码:A文章编号:1009－2552(2011)08－0122－03永磁同步电机控制的研究与DSP设计肖琴，程耕国，李明(武汉科技大学信息科学与工程学院，武汉430081)摘要:阐述了永磁同步电机的矢量控制原理，详细介绍了电压空间矢量PWM技术。基于TMS320F2812DSP芯片，研究了对电机控制的硬软件设计，并给出了系统硬件组成框图及中断程序流程图，实现了对伺服系统SVPWM的全数字化控制，简单实用，具有很好的控制性能。关键词:矢量控制;SVPWM;DSPResearchonPMSMcontrolanddesignbasedonDSPX

2、IAOQin，CHENGGeng-guo，LIMing(CollegeofInformationScienceandEngineering，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China)Abstract:Thispaperdiscussesontheprincipleofvectorcontrolofpermanentmagnetsynchronousmotor，andintroducesthetechnologyofspacevoltagevectorPWMindetail．BasedonTMS320

3、F2812DSPchip，thehardwareandsoftwareaboutcontrollingmotoraredesigned，andtheblockdiagramofthesystemhardwareandinterruptprogramflowchartaregiven．Finallytheall－digitalSVPWMcontrolofservosystemisrealized．Itissimpleandpractical，andhasgoodcontrolperformance．Keywords:vectorcontrol;SVPWM;DSP0引言参

4、数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗，转子无阻尼绕组，那么基于转子坐标系(d－q轴系)中的随着新型电力电子器件、数字信号处理器以及PMSM定子磁链方程为:现代控制理论的发展，现代调速控制技术也得到了强劲的发展。由于永磁同步电机(PMSM)具有质量Ψd=Ldid+ψr{(1)轻、尺寸小、低惯量、快响应、高功率密度、高效率、低ψq=Lqiq损耗及控制简单等优点，在现实生活中得到了广泛式中，Ψr—转子磁钢在定子上的耦合磁链;Ld，Lq—的应用。美国TI公司TMS320F2812DSP芯片其指PMSM的直、交轴主电感;id，iq—定子电流矢量的直、交轴分量。令周期非常短，最高

5、运行频率可达到150MHz，能满PMSM定子电压方程为:足复杂控制算法的要求，在一片DSP内即可实现多ud=rsid+pΨd－ωΨq种算法。{(2)本文首先通过建立永磁同步电机数学模型，详uq=rsiq+pΨq+ωΨd式中，ud，uq—定子电压矢量的d、q轴分量;ω—转子细分析介绍了矢量控制原理以及电压空间矢量脉宽角频率。调制(SVPWM)技术，然后以TMS320F2812DSP为PMSM转矩方程为:核心，在伺服系统基本的软硬件设计基础上，实现了33SVPWM的全数字化控制。Te=pm(Ψdid－ψqiq)=［Ψriq+(Ld－221PMSM矢量控制原理Lq)idiq

6、］(3)1．1PMSM的数学模型PMSM具有正弦形的反电动势波形，其定子电收稿日期:2010－12－03作者简介:肖琴(1988－)，女，硕士研究生，研究方向为控制理论与［1］压、电流也应为正弦波。假设电动机是线性的，控制工程。—122—从上式可以看出，PMSM的电磁转矩基本上取决于以扇区I为例，有:定子直、交轴电流分量，在PMSM中，由于转子磁链TìT4=(3uα－槡3uβ)恒定不变，故均采用转子磁链定向方式来控制ï2udcïPMSM。íT(5)T6=槡3uβ1．2PMSM矢量控制策略ïudcïPMSM矢量控制策略根据不同的调速范围，性îT=T4+T6+T0能要求可

7、以分为如下形式:直轴电枢电流为0;最大若uβ＞0，则A=1，否则A=0;若槡3uα－uβ＞0，［2］电磁转矩/电流比;弱磁控制;最大输出功率。则B=1，否则B=0;若－槡3uα－uβ＞0，则C=1，否其中id=0控制时，定子电流中只有交轴分量则C=0。取P=A+2B+4C，可得各扇区号N与Piq，且定子磁动势空间矢量与转子永磁体产生的磁的关系如表1所示。场空间矢量正交，此时定子电流只有转矩分量，表1各扇区号N与P的关系PMSM的转矩方程简化为:扇区号IIIIIIIVVVI3Te=pmΨriq(4)P3154622此种控制方式最为简单，只要能准确检测出