電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)

2．3 信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
信號(hào)檢測(cè)電路包括母線電壓、母線電流、驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流、控制器溫度、電機(jī)溫度和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速的采樣與調(diào)理電路。除轉(zhuǎn)子位置與速度采樣電路外，其他信號(hào)均為模擬量，需經(jīng)過隔離后，調(diào)理成ADC單元可以處理的信號(hào)。
2．3．1 相電流采樣電路
采樣電路由濾波調(diào)理電路和偏移限幅電路組成。從電流傳感器輸出的與實(shí)際電流成比例的信號(hào)，經(jīng)一階低通濾波和比例運(yùn)算后，得到幅值為-1．65～1．65 V，再經(jīng)偏置電路轉(zhuǎn)換為0～3．3 V。
2．3．2 位置與速度檢測(cè)電路
選用旋轉(zhuǎn)變壓器作為轉(zhuǎn)子位置傳感器，旋轉(zhuǎn)變壓器適用于工作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。旋變／數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用AD2S12 05，能獲取轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置信息。采用5 V電源供電，外接8．912 MHz的晶振。根據(jù)所選旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁電壓電流要求，設(shè)計(jì)勵(lì)磁環(huán)節(jié)的運(yùn)算放大電路，保證接收的正余弦信號(hào)峰峰值為(3．6±36％)V。
2．3．3 故障與保護(hù)電路
W相過流保護(hù)電路將采集的電流信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的極限值進(jìn)行比較，當(dāng)超過極限值時(shí)，觸發(fā)故障鎖存電路。故障鎖存與清除電路中，各種故障信號(hào)相與后，經(jīng)過RS觸發(fā)器，觸發(fā)PDPINTA中斷，并封鎖PWM輸出。當(dāng)故障已被消除時(shí)，通過DSP可將RS觸發(fā)器復(fù)位。該電路還能保證DSP復(fù)位過程中對(duì)PWM信號(hào)的封鎖。

3 控制單元軟件設(shè)計(jì)
電機(jī)控制器控制框圖如圖3所示。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器采用旋轉(zhuǎn)變壓器直接獲取轉(zhuǎn)子位置和速度，采用霍爾電流傳感器直接檢測(cè)定子三相電流。控制器利用轉(zhuǎn)子位置信息將三相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到d，q軸電流反饋值。d，q軸電流參考信號(hào)與實(shí)際值比較后，其偏差值被輸入至調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器的輸出與解耦電路輸出相加，便得到磁場(chǎng)定向d，q軸系中兩軸電壓參考值udref和uqref，通過Park逆變換，轉(zhuǎn)換為α，β軸參考電壓uαrad，uβref，經(jīng)過SVPWM模塊產(chǎn)生控制逆變器各功率開關(guān)的開通和關(guān)斷信號(hào)。其中，主控芯片采用TMS320LF2407A，其很適合于電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)控制。

電機(jī)控制程序采用前后臺(tái)系統(tǒng)來完成。前臺(tái)系統(tǒng)為中斷級(jí)程序，包括T1定時(shí)器下溢中斷服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制的核心算法和故障中斷，包括XINT1外部中斷服務(wù)程序和PDPINTA中斷服務(wù)程序，用于封鎖PWM輸出。T1定時(shí)器下溢中斷服務(wù)程序如圖4所示，故障中斷服務(wù)程序如圖5所示。