一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电机调速装置，尤其是一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置。所述调速装置包括：光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、三个霍尔传感器、LED显示器、键盘。本发明专利技术具有响应快的优点，适用于控制精度高的场合。与传统的模拟电路及分离式元件组成的调试电路相比，简化了电路结构；与基于单片机的调试电路相比，为开发智能控制调试装置提供了硬件条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机调速装置，尤其是一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速>J-U ρ α装直。
技术介绍
无刷直流电机的发展至今已有多年的历史。传统的直流电机需要电刷机械换向而可靠性差，需要经常维护且换向时易产生电磁干扰和火花，噪声大。在此背景下，随着现代电力电子技术特别是大功率电子器件的迅速发展，无刷直流电机应运而生。早在1917年，Boliger就提出了用整流管代替有刷直流电机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机的基本思想。1955年，美国D. Harrison等人首次申请了用晶体管换相电路代替机械电刷的专利，标志着现代无刷电机的诞生。随着电力电子工业的飞速发展，许多新型的高性能半导体功率器件相继出现，如mosfet、IGBT等，以及高性能永磁材料的问世，均为永磁无刷直流电机的广泛应用奠定了坚实的基础。1978年，原西德公司的MANNESMANN公司intramat分部推出经典无刷直流电动机及其驱动器，从而标志着电子换相的无刷直流电机真正进入实用阶段。无刷直流电机采用电子换向原理，调速性能好、启动转矩大、维护方便，在医疗仪器、机床工业、纺织工业、汽车等领域得到广泛应用。在无刷直流电动机的控制中，最早用模拟电路及分离式元件组成的电路来控制电机，由于其控制电路复杂，且存在零点漂移现象，稳定性不强。因此，逐步被高级的数字控制方式所取代，这些高级的数控方式主要采用单片机控制。与复杂的模拟电路相比，单片机具有电路设计简单、运算快、程序修改方便、控制精度高、无零点漂移等优点。另外，无刷直流电机专用模拟芯片、如motorola公司MC33035，由于价格低廉，定制方便，但是在一些对控制性能要求高的场合不适用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置。本专利技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，包括光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、三个霍尔传感器、LED显示器、键盘；所述光耦逆变电路的输入端与DSP处理器连接，输出端接三相逆变器的输入端；所述电流采样电路的输入端与三相逆变器的输出端连接，输出端与调理电路的输入端连接；所述调理电路的第一输出端与DSP处理器连接，第二输出端接过电流保护电路的输入端；所述过电流保护电路的输出端与DSP处理器连接；所述三相逆变电路的输出端与无刷直流电机的输入端连接，所述三个霍尔传感器的输入端与无刷直流电机的输出端连接；所述三个霍尔传感器的输出端、LED显示器、键盘、系统电源电路分别与DSP处理器连接。进一步的，所述一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，其特征在于所述DSP处理器为TMS320F2806芯片。进一步的，所述一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，其特征在于还包括与DSP处理器连接的RS-485接口。本专利技术采用上述技术方案， 具有以下有益效果本专利技术具有响应快的优点，适用于控制精度高的场合。与传统的模拟电路及分离式元件组成的调试电路相比，简化了电路结构；与基于单片机的调试电路相比，为开发智能控制调试装置提供了硬件条件。附图说明图I为基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置的模块图。图2为无刷直流电机两两导通Y型连接结构图。图3为无刷直流电机的Hpwm-Lon PWM调制方式。图4为无刷直流电机调速装置A相功率驱动电路。图5为过电流保护电路的电路图。图6为无刷直流电机驱动主程序流程图。图7为无刷直流电机捕获终端程序流程图。图8为无刷直流电机采样中断程序流程图。图9为无刷直流电机两管导通H_pwm_L_on调制波形。图10为无刷直流电机A相电流波形。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明如图I所示的基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，包括光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、霍尔传感器、LED显示器、键盘；光耦逆变电路的输入端与DSP处理器连接，输出端接三相逆变器的输入端；电流采样电路的输入端与三相逆变器的输出端连接，输出端与调理电路的输入端连接；调理电路的第一输出端与DSP处理器连接，第二输出端接过电流保护电路的输入端;过电流保护电路的输出端与DSP处理器连接；三相逆变电路的输出端与无刷直流电机的输入端连接，所述霍尔传感器的输入端与无刷直流电机的输出端连接；霍尔传感器的输出端、LED显示器、键盘分别与DSP处理器连接。TMS320F2806处理器是基于TMS320C2xx内核的定点DSP，是集成度较高、性能较强的运动控制系列器件。F2806相比F2812提供了增强型外设模块ePWM、eCAP和eQEP。内核与I/O电压I. 8V与3. 3V。时钟频率经内部锁相环倍频后可达100MHz。F2806同过光藕隔离电路连接三相逆变器电路(3)，将DSP产生的PWM信号转化为足以驱动开关管动作的信号，从而将外部电源提供的直流电变换为驱动无刷直流电机的交流电。电流检测电路是用无感低阻值电阻对电机电枢绕组电流采样。电流的大小是用电阻两端的电压来表示的。电压经调理电路放大并低通滤波，滤去高频噪声，送TMSF2806的片内ADC采样通道和电流保护电路作电流控制。三相逆变器连接带霍尔传感器无刷直流电机，三路相位差霍尔转速信号送TMS320F2806片内捕获单元eCAP，完成电机转速计算与特定时刻换相操作。采用“两两导通Y型连接”及“单斩P丽调制”对无刷直流电机进行控制。 无刷直流电机由定子与转子组成，同时包含位置传感器、控制电路以及逻辑开关换向装置。定子绕组所产生的磁场与转动中转子磁钢产生的永磁磁场，在空间始终保持90度电角度。这就使得两个磁场产生最大平均转矩而驱动电机不停的旋转。采用六管全桥逆变器“两两导通Y型连接”对开关管VTx (x=l, 2··· 6)进行控制，以期获取最好的转矩与调速性能。两两导通Y型连接结构图见图2所示。采用常用的两两导通Y型连接，每个瞬间只有两个功率管VTx导通，每隔1/6周期换相一次，每次换相一个功率管，每个功率管导通120度电角度。各功率管的导通顺序VT6VTI—VTIVT2-VT2VT3-VT3VT4-VT4VT5—VT6VTI 例如，当功率管 VT6VT1 导通时，电流从VTl管流入A相绕组，再从B相绕组流出，经VT6管回到地。每次换相合成转矩方向大小不变，方向按电角度60度变化。假设正转按如上次序换相，反转则逆次序换相。开关管控制采用PWM调制方式。不同的PWM调制方式对换相转矩脉动影响不同。必须选择合适的调制方式使换相转矩脉动最小。图3给出了单斩控制PWM波调制过程。分析证明，在给定相同的占空比及相同的母线电压下，单斩万式下绕组电流的稳态值要大于双斩方式下绕组电流的稳态值。并且双斩方式下功率开关动态功耗大，发热比较严重。本专利技术米用上桥PWM，下桥恒通。即H_pwm_L_on PWM调制方式。采用“遇限削弱积分PID”算法对电机转速进行调节。假设r(t)是给定值，y(t)是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差e(t)，e(t)作为PID控制器的输入，u(t)作为PID控制器的输出和被控对象的输入。模拟PID写为公式(I):m =本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，其特征在于包括：光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、三个霍尔传感器、LED显示器、键盘；所述光耦逆变电路的输入端与DSP处理器连接，输出端接三相逆变器的输入端；所述电流采样电路的输入端与三相逆变器的输出端连接，输出端与调理电路的输入端连接；所述调理电路的第一输出端与DSP处理器连接，第二输出端接过电流保护电路的输入端；所述过电流保护电路的输出端与DSP处理器连接；所述三相逆变电路的输出端与无刷直流电机的输入端连接，所述三个霍尔传感器的输入端与无刷直流电机的输出端连接；所述三个霍尔传感器的输出端、LED显示器、键盘、系统电源电路分别与DSP处理器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李军科，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：