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1、制造与设计翁武林等:电动汽车的DSP控制系统设计电动汽车的DSP控制系统设计翁武林,彭侠夫,孙文磊(厦门大学福建厦门361005)摘要:介绍了一种电动汽车用的全数字稀土永磁无刷直流电动机控制系统,本系统以TI公司生产的专用于数字电机控制的DSP芯片TMS320LF2407,采用DCDC变换器提升电池的电压,用IR2132驱动IPM功率开关,实现了全数字PWM控制,实践证明该系统能够降低成本,增强系统性能,同时能够胜任各种操作要求。关键词:永磁无刷直流电机;DCDC变换器;TMS320LF2407;智能功率模块中图分类号:TP11文献标识码:B文章编号:1004373
2、X(2006)0211602DesignofControlSystemwithDSPforElectricalVehiclesWENGWulin,PENGXiafu,SUNWenlei(XiamenUniversity,Xiamen,361005,China)Abstract:Inthispaper,adigitalcontrolsystemrareearthpermanentmagneticbrushlessDCmotorisintroduced1ThesystemisbasedonTMS320LF2407whichisespeciallyusedtocontro
3、ldigitalmotorproducedbyTI1ThesystemismainlymadeofDCDCconverterwhichcanboostthefuelcellvoltage,IR2132andIPM,implementsdigitalPWMcontrol1Itprovesthatthissystemcanreducecost,improvesystemperformanceeffectively,andcansatisfyanyoperatingrequirements1Keywords:brushlessDCmotor;DCDCconverter;T
4、MS320LF2407;intelligentpowermodule最近十年来,环境污染和能源危机促使人们迫切要求代了机械电刷和换向器,因此使这种电动机不仅保留了直开展对电动汽车的研究和开发,而电动汽车的动力来源问流电动机的优点,而且又具有交流电动机的结构简单、运题一直是阻碍其发展的关键因素,随着蓄电池和燃料电池行可靠、维护方便等优点,使他一经出现就以极快的速度的研究,电动汽车也逐渐产业化和商业化。本文介绍的是发展和普及。随着电动汽车的产业化和商业化,无刷直流主电路以镍氢电池为能源,经DCDC变换器从低压升为电动机凭借其特有的优势占据着重要地位。高压,再经智能功率模
5、块(IPM)逆变成三相电电动无刷2三相无刷直流电动机的DSP控制策略直流电动机运转。控制电路随着TI公司面向电机控制的新一代DSP-TMS320LF2407的推出,由于其内核40图1是三相无刷直流电动机调速控制框图。给定转速MIPS的高速处理能力和面向电机控制的专用外围设备,与速度反馈量形成偏差,经速度调节后产生电流参考值,利用微处理器进行PWM实时信号调制,使全数字调速系他与电流反馈量的偏差经电流调节后形成PWM占空比的统成为可能。另外,其内涵的CAN(控制器局域网)模控制量,实现电动机的速度控制。电流的反馈是通过测量块非常适合电动汽车的通信功能。电阻的压降来实现
6、。速度反馈则是通过霍尔位置传感器输出的位置量,经过计算得到的。位置传感器输出的位置还1永磁无刷直流电动机简介用于控制换相。直流电动机具有非常优秀的线性机械特性、宽的调速范围、大的启动转矩、简单的控制电路等优点,长期以来一直广泛地应用在各种伺服系统中。但是直流电动机的电刷和换向器却成为阻碍他发展的障碍。机械电刷和换向器造成的火花、噪声等一系列问题,影响了直流电动机的调速精度和性能以及限制了他的应用场合。因此人们一直在寻找一种不用电刷和换向器的直流电动机。随着电子技图1三相无刷直流电动机调速控制框图术,功率半导体和高性能的磁性材料制造技术的发展,这种想法已经能够实现。无
7、刷直流电动机利用电子换向器取3系统硬件配置以TMS320LF2407为核心的硬件控制系统结构如图2收稿日期:20051116116《现代电子技术》2006年第2期总第217期þ集成电路ü所示,主要由以下几部分构成:控制器核心一种先进的功率开关器件,具有GTR(大功率晶体管)TMS320LF2407、外围接口电路、功率开关模块及其驱高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOS2动,DCDC变换模块。FET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路,使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间,也大
