基于DSP和智能功率模块的交流伺服系统硬件设计.pdf

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1、基于DSP和智能功率模块的交流伺服系统硬件设计刘江宁，吴钦木，何志琴，张吉婷(贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550003)ACServoSystemHardwareDesignBasedonDSPandIntelligentPowerModuleLIUJiang—ning，、7VUQin—inn，HEZhi—qin，ZHANGJi—ting(InstituteofElectricalEngineering，GuizhouUniversity，Guiyang550003，China)摘要：随着微处理器技术、电力电子技术、电机驱动控制在经历了直流伺服技术、模拟式和模

2、数混制造技术和现代控制理论的发展，交流伺服系统的合式的发展后，进入了交流全数字式的时代。继而应用越来越广。以TMS320F2812为核心设计控制在生产过程中对伺服系统提出了高速、高精度和高电路，以FSBB20CH60为核心设计功率驱动电路，可靠性的设计要求_1]。交流永磁同步电机具有结构完成了包括电流采样及故障保护在内的交流伺服系简单、体积小、效率高、功率因数高、转矩电流比高、统硬件部分的设计，具备了设计合理、结构紧凑和控转动惯量低和易于散热及维护保养等优点，加快了制精确等优点。交流伺服系统的发展步伐，扩大了交流伺服系统的关键词：交流伺服系统；数字信号处理器；智

3、能应用领域，使其发展为当代伺服系统的重要分支。功率模块(IPM)；采样电路；故障检测保护交流伺服控制系统成为当今工业控制领域的研究热中图分类号：TM921．5点。借此设计了基于TMS320F2812为控制核心，文献标识码：A及以智能功率模块FsBB2OCH6O为功率驱动核心文章编号：1001—2257(2012)02—0051—05的交流伺服控制系统，为今后对交流伺服系统的深Abstract：Asthedevelopmentofthemicropro—入研究打下坚实的基础。cessortechnology，powerelectronictechnology，mo

4、tormanufacturingtechnologyandmoderncon-l交流伺服控制系统结构及工作原理troltheory，acservosystemusedmoreandmore交流伺服系统主要由数字信号处理器DSPwidely．Inthispaper，wewillusethe(TMS320F2812)及外围电路、智能功率驱动主电TM$320F2812asthecoretodesigncontrolcircuit路、电流采样电路、位置检测电路、过压欠压过流等andFSBB20CH60asthecoretodesignpowerdrive故障保护电路、光

5、电隔离电路各部分组成，如图1所circuitandcompletedthepartdesignofACservo示。系统是一个速度和电流反馈的双闭环系统，DSPsystem‘Shardware，containsbothcurrentsamplingACH单相IPMandfailureprotectioncircuitanditwiththeadvan—220V整流逆变器tageofdesignreasonable，structurecompact，con—门极驱匝亟’动电路trolpreciseandSOon．’电流检测I酾——rl码器光电隔Keywords：A

6、Cservosystem；DSP；IPM；sam—离电路故障信号逻辑piingcircuit：faultdetection&protection路及保护电路旦C．——悃TMS320F2812匦0引言广面]厂一随着微电子技术和伺服技术的迅猛发展，伺服开入关输量出输lIJ外备部设II模拟量输接口lJ入输出收稿日期：2011一O8—29图1交流伺服系统结构《机械与电子~2012(2)·51·基于DSP和智能功率模块的交流伺服系统硬控制器负责模数信号转换、计算电机的转速和位置6．67ns，片内有18kB的RAM，128kB高速Flash，以及电流和速度的PID调节，其利

7、用空间矢量控制中断管理模块，事件管理EVA和EVB模块(包括算法，得到电压空间矢量PWM的控制信号，经过光通用时、PWM信号发生器等)，片内集成外围设备耦隔离电路后，驱动IPM，确保永磁同步电机的正等]。其高速运算能力使诸如自适应控制、参数估常运转。DSP及逻辑电路负责整个系统的保护和计、神经网络和遗传算法等复杂控制算法得以实现，监控，一旦系统出现过压、过电流和欠电压等故障信同时将实时处理能力和控制器的外设功能集于一号，经故障逻辑保护电路传达给DSP，然后封锁身，大大提高了运动控制器的性能，在控制系统领域PWM输出信号，从而达到保护IPM模块的作用。内得到广泛的

8、应用。基于TMS320F