基于dsp开关磁阻电机数字控制系统设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4期(总第137期)机械工程与自动化No．42006年8月MECHANICALENGINEERING8LAUT0MAT10NAug．文章编号：1672—6413(2006)04—0100—03基于DSP的开关磁阻电机数字控制系统设计沈仪，樊印海(大连海事大学自动化与电气工程学院，辽宁大连116026)摘要：介绍了以美国TI公司生产的TMS320LF2407为控制核心的开关磁阻电机数字控制系统的设计，给出了系统的硬件组成和控制结构，详细描述了SRM控制系统

2、的核心控制策略，用实验的方法进一步证实了文中所述方法的正确性和实用性。关键词：开关磁阻电机；PI控制策略；DSP中图分类号：TM352文献标识码：A0引言1．2控制电路开关磁阻电动机调速系统(简称SRM)是2O世纪基于TMS320LF2407的开关磁阻电机控制电路8O年代兴起的一种新型机电一体化交流调速系统。它组成见图2，由于智能功率模块中集成了功率保护电融新型电动机结构与现代电力电子技术、控制技术于路和IGBT触发电路，故而简化了系统的结构。由霍尔一体，兼有交流变频调速系统的电动机结构简单、坚元件检测

3、到的电流经过隔离放大之后被DSP的A／D固耐用、无刷、无整流子和直流调速系统的调速性能转换模块采样，采样电流作为电流环的反馈；绕组温好、控制电路简单、输出特性变化灵活、能频繁正反度同外部给定一样经过放大电路的放大和A／D转换转和频繁起制动、在负载和转速变化时均有较高效率、之后，得到的数字量为程序所用；位置信号为捕获单能适应恶劣环境等优点，是一种性价比较高的无级调元所获得；此外，本系统还可以通过CAN控制器模块速系统。与网络上的其它设备进行通讯，通过串行通讯接口实1系统结构及工作原理现与上位机通讯。1．1

4、系统结构本系统由开关磁阻电机(8极／12极)、功率变换广■==_1隔离放lA／D舔器、位置检测、电流检测、功率变换器驱动系统以及l竺!要!r-一大电路l一兰g上蓑以DSP为核心的控制单元组成。系统结构见图1，其中虚线部分主要由TMS32OLF24O7来完成。由图1可区巫放大藿=C=A=N=T>n芝见，本系统的大部分：[作都是由软件实现的，包括转A／D通速调节、电流调节、电机转向控制等和最后直接输出CANR总l竺塞}=：路电<：==线逻辑电平型的脉宽调制信号驱动功率模块。3I位置信号整形电路智P'Ml鬟l

5、莓隔离电路蒺____图1系统结构框图图2DSP控制系统组成收稿日期：2005—12—21；修回日期：2006—03—15作者简介：沈仪(1979一)，男，广西北海人，硕士研究生。维普资讯http://www.cqvip.com2006年第4期沈仪，等：基于DSP的开关磁阻电机数字控制系统设计·lOl·1．2．1功率转换当续流时，(以L为例说明)电流通过D1和D2采用日本三菱公司生产的PS21564智能功率模回路向电容C充电，实现续流。同理D3和D4，D5和块组成本系统的功率电路，电路结构如图3所示，下D

6、6为L和L绕组的续流回路。面介绍其工作原理。此电路虽然没有用到T1、T3、T5和T2、T4、T1～T6和T1～T6分别为两块PS21564内部T6，但用到了内部的对应续流二极管，使续流时不必的6个IGBT，实际上是用一块的上桥臂和另一块的再外加二极管。对非自举电容充电供电的IPM，T1、下桥臂构成的功率电路的两个开关。D1～D6和D1～T3、T5和T2、T4、T6都不用加控制信号；而对于D6分别为内部各个IGBT的续流二极管，T1和T2自举电容供电的IPM，要求同时控制T2、T4和T6，为相绕组LA的功

7、率开关，T3和T4为相绕组L的功目的是给对应的上桥臂自举电容充电。本设计采用的率开关，T5和T6为相绕组Lc的功率开关。以L相方法是T2和T4、T4和T6、T6和T2分别同时导绕组为例，当L相绕组导通时T2一直导通，而通过通，即分别加相同的控制信号。PWM控制T1的通断来调整L相的电流，当绕组电从整个系统考虑，该功率电路虽然用两块流小于设定值时增大PWM占空比，大于设定值时减PS21564模块，但它内部有电压自举电路，只需一路小PWM占空比，从而实现电流斩波控制。绕组LB和15V电源供电，并且不需要在外

8、加续流二极管，对比Lc工作与L相同。由IGBT构成的功率转换电路，成本并没有相差很多。PN图3DSP—IPM功率电路连接形式1．2．2位置检测之间，对绕组施加正向电压，建立和维持电流，在，，本系统采用速度、电流双闭环控制方式。其中通之后，对绕组施加反向电压，使电流快速下降至零为过不断检测到的转子位置信息来实现速度反馈，位置止。开通角度、关断角度选取得好，就可以很大程度信息的准确度直接影响到控制系统的控制精度，由此上减小系统的损耗，提高能量利