基于dsp的無刷直流電動機換向調速系統

無刷直流電動機的機械特性、調節特性與他勵直流電動機的特性類似。通過改變電機定子電壓的大小，使電機獲得不同的轉速，因此在控制電機轉速時，通過改變定子電壓來克服負載或電網擾動帶來的轉速下降由于無刷直流電機啟動電流是額定電流的幾倍到十幾倍，因此為了防止電機運行中過電流對電機的不良損耗，采用了電流閉環控制。無刷直流電機速度控制系統采用了類似于他勵直流電機雙閉環調壓調速控制方式，基于無刷直流電機的結構特點，通過PWM調制電樞端電壓來實現速度控制、電流控制環節均采用PID控制算法。雙閉環無刷直流電機調速系統結構框圖如圖1所示。

圖1

雙閉環無刷直流電動機調速系統結構圖

換向功率驅動電路設計：

換向功率驅動電路作用是在電機旋轉中控制定子電流的導通相及電流方向，使其產生的磁場方向與轉子永磁體磁場方向正交，已獲得最大轉矩。由于電機轉子不斷旋轉，定子電流實時換向換流，根據給定轉速調節定子電壓大小，同時還要通過檢測電路獲取轉子磁極位置和定子電流大小，以保證電機準確、安全運轉。可見換向功率驅動電路包括三相逆變器主電路、PWM驅動電路、PWM驅動信號隔離電路、位置檢測電路、定子電流檢測電路和系統保護電路，系統電路示意圖如圖2所示。

圖2

無刷直流電動機換向驅動系統電路結構示意圖

系統所用設備有：F28335數字信號處理器、帶有反并聯續流二極管的MOSFET功率管構成的二電平逆變器、IR2136三相橋式MOSFET驅動器、HCPL-0631兩路快速光耦、霍爾位置檢測傳感器。

系統控制程序圖：

（a）主程序

（b）轉子位置檢測中斷子程序

（c）EPWM周期中斷子程序

涉及到課程中的模塊有：A/D轉換、ECAP、EPWM、GPIO。