[發(fā)明專利]無刷直流電機控制系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103001559A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 李翠;王淳
• 申請（專利權）人: 沈陽洪達信息科技有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于電機控制技術領域，特別涉及一種無刷直流電機控制系統(tǒng)。

背景技術

20世紀初，直流電動機的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。傳統(tǒng)的直流電機擁有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性和調(diào)速性能，因此在運動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。新型電力電子器件、微處理器技術、新型控制理論的發(fā)展，以及低成本、高磁能積的永磁材料的問世，均為無刷直流電機的廣泛應用奠定了堅實的基礎。目前，無刷直流電機控制系統(tǒng)實時性差、控制精度低，因此開發(fā)新型電機控制系統(tǒng)是當今研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種無刷直流電機控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：由主控模塊、功率驅(qū)動模塊和無刷直流電機組成，主控模塊和功率驅(qū)動模塊相連接，功率驅(qū)動模塊和無刷直流電機相連接。主控模塊由控制芯片、晶振/復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊組成，晶振/復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊和主控芯片的電源接口、復位時鐘接口和外部擴展接口相連接；功率驅(qū)動模塊由相電流檢測電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路、光耦隔離電路、驅(qū)動保護電路及驅(qū)動逆變電路組成，相電流檢測電路、轉(zhuǎn)為位置檢測電路、驅(qū)動保護電路和無刷直流電機及主控芯片相連接，光耦隔離電路與主控芯片及驅(qū)動逆變電路相連接，驅(qū)動逆變電路和光耦隔離及無刷直流電機相連接。主控制電路部分，以TMS320F2812DSP為核心的電路，其作用為：測量轉(zhuǎn)速和相電流反饋值，完成速度環(huán)和電流環(huán)控制器的運算，產(chǎn)生控制電機的PWM信號，控制IGBT開關；功率變化電路部分由六個IGBT搭建而成，它的作用是在PWM信號的控制下，將工作電壓按規(guī)律加到電機的三相繞組上，使電機工作；檢測電路主要檢測電機的位置信號和電流反饋信號，并送到DSP中；保護電路部分主要用于防止IGBT因過流，短路或其他一些意外被燒壞，主要有過壓欠壓保護，過流保護，過溫保護。

本發(fā)明的優(yōu)點：控制系統(tǒng)采用最新的無刷直流電機專用控制芯片為核心實現(xiàn)對電機運動的控制，具有實時性好、控制精度高、系統(tǒng)可靠性高等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為控制系統(tǒng)結構框圖；

圖2為控制系統(tǒng)軟件流程圖；

圖3為控制系統(tǒng)初始化流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的詳細結構結合實施例加以說明。

該控制系統(tǒng)結構框圖如圖1所示，主控制芯片選用TMS320LF2812，外部擴展芯片選擇IS61LV6416，功率驅(qū)動芯片選擇IR2132，隔離光耦選擇6N137。

控制系統(tǒng)主要由主控模塊、功率驅(qū)動模塊和無刷直流電機組成，主控模塊的信號輸出端口PWM1-PWM6和功率驅(qū)動模塊中光耦隔離電路的信號輸入端口V+相連接，功率驅(qū)動模塊輸出信號端口和無刷直流電機相連接。主控模塊由控制芯片、晶振/復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊組成，晶振/復位模塊的輸出端、電源模塊輸出端、外部擴展模塊輸出端和主控芯片的電源接口、復位時鐘接口X1/X2、CLKOUT和外部擴展接口PS/DS相連接；功率驅(qū)動模塊由相電流檢測電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路、光耦隔離電路、驅(qū)動保護電路及驅(qū)動逆變電路組成，相電流檢測電路的輸出端口、轉(zhuǎn)為位置檢測電路的輸出端口、驅(qū)動保護電路的輸出端口和無刷直流電機本體及主控芯片的ADC端口及信號捕捉端口相連接，光耦隔離電路的輸出、輸入端口與主控芯片的輸入端口及驅(qū)動逆變電路的輸出端口相連接，驅(qū)動逆變電路的輸入、輸出端口和光耦隔離的輸出端口及無刷直流電機的繞組相連接。主控制電路部分，以TMS320F2812DSP為核心的電路，其作用為：測量轉(zhuǎn)速和相電流反饋值，完成速度環(huán)和電流環(huán)控制器的運算，產(chǎn)生控制電機的PWM信號，控制IGBT開關；功率變化電路部分由六個IGBT搭建而成，它的作用是在PWM信號的控制下，將工作電壓按規(guī)律加到電機的三相繞組上，使電機工作；檢測電路主要檢測電機的位置信號和電流反饋信號，并送到DSP中；保護電路部分主要用于防止IGBT因過流，短路或其他一些意外被燒壞，主要有過壓欠壓保護，過流保護，過溫保護。

控制系統(tǒng)主程序如圖2所示，主要完成變量聲明、系統(tǒng)的初始化、設置中斷向量表等。該程序包括以下步驟：

1）變量及函數(shù)聲明；

2）系統(tǒng)初始化子程序；

3）關中斷；

4）使能T2周期中斷和內(nèi)核中斷INT3；

5）開中斷；

6）循環(huán)等待每執(zhí)行一次BackTicker值加1；

7）檢驗是否T2計數(shù)器周期匹配，不匹配執(zhí)行步驟6；

8）中斷服務子程序。