基于专用控制芯片的无刷直流电机控制系统
栏目:新闻中心 发布时间:2020-11-22 14:28


2以刃年第期电机电器技巧盘算机与主动把持基于考用推制芯片的无别直呀充电机推制系偏陈豫华,李日隆,谢晓峰广东产业大学,广州市议拟摘要德州仪器公司最近推出的是第一片专门为电机把持利用而优化的产业用单片把持器。
  本文介绍了以该芯片为中心形成的永磁无刷直流电念头把持器的设计。
  要害词二沙旧把持器设计中分类号文献标识码X又一2以叉一以引言永磁无刷直流电机是近年来随着电力电子器件及新型资料发展而敏捷成熟起来的一种新型机电一体化电机,它既存在交换电机的结构简单运行坚固维护便利等优点,又具备直流电机那样良好的调速特点而无机械式换向器,还有运行转速牢固效力高绝对本钱低等优点,因此被普遍利用于各种调速驱动场合。
  如信息技巧中电子设备的冷却风扇盘算机软硬盘跟光盘的磁头驱动器激光打印机多棱镜驱动器以及航天飞机卫星通信体系的驱动器人工心脏的血泵等。
  目前国内已有很多专用把持芯片,德州仪器公司开发的井犯芯片却是电机把持的设计者接触到的第一片专门为电机把持利用而优化的产业用单片把持器,这一高集成化的产品将高机能的内核跟丰富的微把持器外设功能集于一身,为把持体系利用供给了一个幻想的解决计划。
  同时与其余计划比较,它还供给了更好的电机性温度维护电路与管内侧的串行通信电路传感器。
  室外回气管温。
  室外热交换器四通电磁阀。
  室外温度。
  紧缩机温度。
  化藉室外机基本电路盘算机与主动把持电机电器技巧仪刃年第期能更低的能耗更高的坚固性及静音运行。
  本文介绍以竹公刃为中心形成的永磁无刷直流电机把持体系的设计,重要波及中心电路的构胜利率开关元件的驱动显示电路的实现,并以一台样机的实验运行验证了把持体系设计的正确。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。其拥有结构简单、运行可靠、价格便宜等优点。
  把持回路硬件设计功率主回路把持体系硬件设计功率板结构本设计采取微把持器为体系把持器中心,以功率场效应管作为功率变换元件,以任意时刻电机只有两相导通来把持换流元件,采取方法把持电机的转矩跟转速。
  全部体系的功率板如所示,其中粗箭头表示电机两个导通相中直流电的流向。
  考虑到体系输人的功率较大,采取可供给电压的开关电源给无刷直流电念头跟前置驱动器供电。
  直流无刷电机电子开关线路用来把持电念头定子上各相绕组通电的顺序跟时光,重要由功率逻辑开关单元跟位置传感器信号处理单元两个局部组成。
  功率逻辑开关单元是把持电路的中心,其功能是电源的功率以一定逻辑关联调配给直流无刷电念头定子上各相绕组,以便使电机产生连续一直的转矩。
  本设计计划的驱动电路采取三相全控桥把持方法。
  功率管是采取公司并采取作为全控桥的前置输人电路,为了保障前置驱动电路的牢固,先用拌12对电压进行稳压后再供给体系采取把持算法,电机输人直流电流且每一时刻有两相导通,所以任一时刻只有两个功率开关流过电流。
  素来的把持信号直接连至前置驱动器。电机厂家通过上述分析可以总结出电动机工作原理为:当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
  前置驱动器的输出再通过一个电阻直接连至功率飞管的把持极。
  体系采取硬斩波方法进行。
  周期比。
  检测回路硬件设计电流检测本设计采取价格廉价的分流电阻来检测电流。
  分流电阻装置在功率驱动桥的下端与功放板地线之间。
  其选定的阻值存在在功放板达到容许的最大电流时激活lS内置的过流维护功能。
  分流电阻上的电压降在通过双模块进行模数转换之前应放大一定的倍数,以笼罩全部模数转换范畴,转换结束后产生一个中断标记并履行中断服务子程序。
  相电流每声检测一次,形成频率为刃年第期电机电器技巧盘算机与主动把持乞的电流环。
  依据每次的电流丈量值在周期开端时判断新的占空比。)磁极位置检测磁极位置检测由三霍尔效应传感器实现。
  该传感器由咱们设计的电路板供电。
  传感器的输出端直接连到的捕获引脚上。
  该单元可能用软件设置为个状况等待输人,选定时器为状况捕获单元的时基,并将它设为单增计数模式。
  因为设置最大定时时光可能得到最低的转度,故将犯定时器定时长度)寄存器设为下F卫预约标器设为上述设定值容许转速最低达而霍尔传感器输出三个脉宽为电角度的彼此重叠的信号,得到了六个强迫换相点,检测到传感器输出信号的回升沿跟降落沿后,产生相应的中断信号并履行中断服务程序。
  首先判断检测到哪一个信号边沿,而后再读人三个传感器电平,这样就能得到磁极位置。
  3)速度检测速度反馈从位置传感器的输出信号中获得。
  正如上面提到的那样,电机的转子每转一周可能得到六个换信赖号。
  也就是说,两个换信赖号相差印。
  电角度。
  速度可能写为是机械角度,因为霍尔效应传感器的位置绝对电机是固定不变的,所以两个换信赖号之间的机械角度变量是常数,因此速度的检测只是简单的除法,通过盘算两个检测信号之间的时差就可能盘算出速度。
  输入显示子体系设计采取串行接口与微机连接,采取上位软件跟微机的硬件实现数据输人跟显示。
  计数显示电路重要部件可能采取一片功能极强的记数显示芯片只有输人频率信号记数结果锁存信号,芯片便能实现对输人脉冲的计数,输出的计数结果可直接用于驱动集成位共阴极比数码显示管。
  把持体系软件设计全部把持体系的软件由主程序跟中断服务程序组成。
  下面就各程序的重要功能作一简单介绍。
  主程序中重要实现事件治理体系的初始化变量的初始化以及对lS器件的初始化。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。其拥有结构简单、运行可靠、价格便宜等优点。
  中断程序重要包含串行口中断捕获中断转换结束中断D汀中断。
  在串行口中断中,重要实现与主机的信息传输反馈当前的工作状况,依据主机的命令起动或制动电机等。
  捕获中断重要用于得到当前的转子的位置,并调剂输出相序。
  中断在每次周期产生后一段时光产生,可能通过转换的数值经过盘算得到当前的相电流值,进行电流环的调节。
  每经过一定次数的电流环调节,就进行一次速度环调节。
  保障体系按请求运行。
  在功率器件产生过载维护时,会有汀中断产生,在中断服务程序中结束的产生跟输出,并设置致命错误标记。
  其主程序软件流程跟各个中断子程序的软件流程如所示。
  论断实验证明,采取竹鹉芯片形成的无刷直流电机把持体系存在坚固性高运行转速牢固绝对本钱低等优点,可能较好地满意用户的须要。
  近年来,永磁无刷直流电机随着电力电子器件及新型永磁资料发展而敏捷成长。
  它以其简单结构运行坚固维护便利等优点得到普遍的利用。
  瞻望21世纪,新型的无刷直流电机将向着高效力节俭能源数字化轻量化以及低本钱等方面发展。
  以专用把持芯片驱动的无刷直流电念头将是将来无刷直流电机发展的趋势所在。
  因此,由盘算机与主动把持电机电器杖术以刃年第期把持器时光治理器初始化变量的初始化功率器件初始化轮回等待oc中断程序串行中断程序墓前中薪石擎卜保存寄存器的内容读入输入寄存器到了速度环调节吗,保存寄存器的内容将捕获引脚设置成输入方法读取位置传感器的信息盘算当前电流与给定电流的误差并设置导通序列恢复捕获单元的捕获功能恢复保存的寄存器的内容杏保存寄存器的内容癫缓冲区长度。
  无吞二塑按算法进行调节当前字符是通行起始字符,盘算当前电流与给定电流的误差毒缓冲区长度增加并将数据寄存到缓冲区中送出信号结束翎产生设盆致命错误标记按纯算法进行调节,经限巾琶后设定删的占空比缓冲区长度与协定划定长度一致接收数据中的地址与本机地址一致恢复保存的寄存器的内容巍跟芷确巡退出中断程序取出命今字跟操作码,按协定划定进行操作盆接收缓冲区长度为恢复保存的寄存器的内容退出中断程序体系软件流程芯片把持的永磁无刷直流电机将存在很好的利用前景。
  张深。
  直流无刷电机原理及利用机械产业出版社。
  性巧巧。
  参考文献门谭建成。
  电机专用把持集成电路机械产业出版社,卯刘朝辉,徐子文。
  田2口盈把持器参考手册武汉力源电子股份有限公司,卯作者简介陈赚华,女,广东产业大学98级研究生李日隆,男,广东产业大学教养,曾主持过多个重要科研名目谢晓峰,男,广东产业大学98级研究生。
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