基于dsp无刷直流电机控制器设计与实现

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1、第20卷第21期电子设计工程2012年11月Vo1．2ONo．21ElectronicDesignEngineeringNOV．2012基于DSP的无刷直流电机控制器设计与实现杨东欣，赵磊，邱书明，吕秋贻，李保钢(天津电气传动设计研究所天津300180)摘要：介绍了无刷直流电机的工作原理和控制方式，并提出了一种基于DSP技术无刷直流电机控制器设计方案，DSP将CPU、PWM波发生单元和数据采集单元等外设都集成在一片DSP上，提高了系统集成度和抗干扰性，并使得系统的升级更加容易。实验表明，基于DSP的无刷直流电机控制系统稳态和动态性能良好，达到了一般伺服系统的性能要求。

2、关键词：无刷直流电机：DSP技术：伺服系统中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)21-0069-03DesignandrealizationforbrushlessDCmotorcontrollerbasedonDSPYANGDong-xin，ZHAOLei，QIUShu—ming，LVQiu。yi，LIBao。gang(TianjinDesignandResearchInstituteof剧ec￡Drive，Tianjin300180，China)Abstract：Thisarticleintroducestheworkingpr

3、incipleandthecontrolmodeofthebrushlessDCmotor，andproposesabrushlessDCmotorcontrollerdesignbasedonDSPtechnology．ThedesignthattheCPU、PWMwavegenerationunit、dataacquisitionunitandotherperipheralsareintegratedinoneDSP，improvesthesystemintegrationandanti-interference，whilemakesthesystemupgrad

4、eseasier．ExperimentsshowthatthebrushlessDCmotorcontrolsystembasedonDSPhasgoodsteadyanddynamicperformance，reachingthegeneralservosystemperformancerequirements．Keywords：brushlessDCmoor；DSPtechnology：senrosystem随着社会生产力的发展．需要不断地开发各种新型电动机。新技术新材料的不断涌现。促进了电动机产品的不断推陈出新。无刷直流电机保持着有刷直流电机的优良机械及控制特性

5、，在电磁结构上和有刷直流电机一样，但它的电枢绕组放在定子上，转子上放置永久磁钢。定子采用位置传感器实现电子换相来代替有刷直流电机的电刷和换向器，各相逐次通电产生电流．定子磁场和转子磁极主磁场相互作用产生转矩。和有刷直流电机相比，无刷直流电机由于取消了电机的滑动接触机构，因而消除了故障的主要根源。转子上没有绕组，也就没有了励磁损耗，又由于主磁场是恒定的，因此铁损也是极小的．因而进一步增加了工作的可靠性。图1无刷直流电机主回路原理图1无刷直流电机控制原理Fig．1MaincircuitschematicofthebrushlessDCmotor无刷直流电机由电动机主体和驱

6、动器组成，是一种典型当转子稀土永磁体位于图2(a)所示位置时．转子位置的机电一体化产品。传感器输出磁极位置信号．经过控制电路逻辑变换后驱动控制电路对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换逆变器，使功率开关管V1、V6导通，即绕组A、B通电，A进后产生脉宽调制PWM信号，经过驱动电路放大送至逆变器B出。电枢绕组在空间的合成磁势Fa如图2(a)所示。此时各功率开关管，从而控制电动机各相绕组按一定顺序工作。定转子磁场相互作用拖动转子顺时针方向转动。电流流通在电机气隙中产生跳跃式旋转磁场。下面以两相导通星形三路径为：电源正极一V1管一A相绕组一B相绕组一V6管一相六状态无刷直流

7、电动机为例来说昵其工作原理。无刷直流电源负极。当转子转过6O。电角度，到达图2(b)中位置时．电机主回路原理图如图1所示。位置传感器输出信号经逻辑变换后使开关管V6截止．V2导通，此时Vl仍导通。则绕组A、C通电，A进C出，电枢绕收稿日期：2012—05—11稿件编号：201205085作者简介：杨东欣(1980一)，男，天津人，中级工程师。研究方向：工业自动化。-69-《电子设计工程}2012年第21期组在空间合成磁场如图2(b)中Fa。此时定转子磁场相互作用使转子继续沿顺时针方向转动。电流流通路径为：电源正极一Vl管一A相绕组一C相绕组一V2管一