基于DSP无刷电动机控制系统设计

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1、訾贵昌等：基于DSP无刷电动机控制系统设计基于DSP无刷电动机控制系统设计訾贵昌，刘尹霞(辽宁工程技术大学职业技术学院辽宁阜新123000)摘要：由数字信号处理器(DSP)电机专用高速芯片ADMCF328、转子位置传感器、专用集成芯片IR2130、功率电子开关、电流和电压检测装置等设计的无刷电动机控制系统，具有效率高，功率因数可调，启动方便和重栽时不失步等优点。阐述无刷电动机控制系统的设计、DSP控制板、转子位置检测器等硬件的配置和软件程序。仿真输出波形与数据验证，该控制系统速度调节性能好，扰动作用下的运行稳定，动态和稳态性能优良。关键词：DSP；

2、无刷电动机；控制系统；ADMCF328中图分类号：TM301．2文献标识码：B文章编号：1004—373x(2009)16—202—02DesignofBrushlessElectromotorControlSystemBasedonDSPZIGuichang，LIUYinxia(VocationalCollege，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin，123000，China)Abstract：Brushlesselectromotorcontrolsystemwhichusedspecialhighspeedchi

3、pADMCF328inDigitalSignalProce‘ssor(DSP)electromotor，rotorpositionsensor，specialintegrationchipIR2130，powerelectronswitchandcurrentandvoltageexaminationequips．Ithashighefficiency，powerfactoradjustable，startconvenienceandnolosingstepinheavyload．Brushlesselectromotorcontrolsystem

4、design，hardwareconfigurationofDSPcontrolplank，rotorpositionsensorandsoftwareprocedurediagramareintroduced．Withemluatoroutputwaveformanddatavalidation，thiscontrolsystemhasgoodspeedregulationca—pabilityandfunctionstabilizationindisturbance．Italsohasfinedynamicstateandsteadystate

5、capability．Keywords：DSP；brushlesselectromotor；controlsystem；ADMCF328ADMCF328驱动专用集成芯片IR2130；逆变桥采用三0引言相桥式电路；转子位置检测器利用霍尔元件检测，并利众所周知，直流电动机调速性能好，但存在机械换用位置信号估算转子的转速，以实现转速闭环控制。向装置易造成换向火花、电磁干扰及需要定期维护等不足；同步电动机效率高，功率因数可调，但存在启动困难，重载时易振荡失步等问题。随着电力电子技术、计算机技术和新型永磁材料的不断发展，为提出一种利用电子换向原理实现永磁无刷

6、电动机控制创造了条件。特别是近几年推出的数字信号处理器(DSP)芯片【3'4】，解决了原来微处理器结构复图1DSP控制的无刷电动机系统结构图杂，单片微处理速度达不到实时系统控制的要求，为无无刷电动机的转子采用永磁体，产生直轴位置的励刷电动机的复杂算法提供了软硬件基础。磁磁场，定子为电枢绕组，通过功率控制器控制各相绕1系统结构和工作原理组的通断状态而产生旋转磁场。设计无刷电动机控制系统设计的关键是如果选择转子位置检测器，当电动机无刷电动机属于一种自控同步电动机，它主要由定子电枢系统直接由转子转速控制。当电动机速度降DSP电机专用高速处理器芯片、转子位

7、置传感器、逻辑低时，位置检测器的输出信号频率也降低，电枢电流频驱动电路、功率电子开关、电流和电压检测等装置组成。率及其旋转磁场的速度也随之降低，但若使电枢磁场与DSP控制的无刷电动机系统结构如图1所示。其励磁磁场的相对位置仍保持不变，则电动机就不会失中，无刷电动机定子绕组为星形接法；DSP控制芯片]步。同时，由无刷电动机调速特性可知，调节直流电压Ud的大小，可以改变电动机的转速性能，这与有刷直流收稿日期：2009一O1—122022009年第16期总第303电动机有相似的机械特性。3控制系统软件设计2控制系统硬件设计控制系统软件设计与上述硬件电路密

8、切相关。软2．1控制系统设计件程序设计主要包括主程序和中断服务子程序。主程电动机控制系统采用速度外环和电流内环的双闭序主要