基于TMS320LF2407A 和AT89S52 三相異步電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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假設(shè)電機(jī)定轉(zhuǎn)子三相繞組完全對(duì)稱； 定轉(zhuǎn)子表面光滑， 無齒槽效應(yīng)， 定轉(zhuǎn)子每相氣隙磁動(dòng)勢(shì)在空間呈正弦分布； 磁飽和、渦流及鐵心損耗均忽略不計(jì)， 則三相交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程如下:
式中: L r ， L m 分別為轉(zhuǎn)子自感和互感； p 是微分算子； i sq是定子電流在q 軸上的分量； rd 是轉(zhuǎn)子磁鏈在d 軸上的分量。
從式( 1) 可以看出， 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與定子電流矢量和轉(zhuǎn)子磁場以及夾角有關(guān)。因此， 要想控制轉(zhuǎn)矩， 必須先檢測(cè)和控制磁通。當(dāng)dq 坐標(biāo)系在同步旋轉(zhuǎn)磁場上且靜止坐標(biāo)系中的各交流量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的直流量時(shí)， 使d 軸和轉(zhuǎn)子磁場方向重合， 可得到磁場定向控制方程如下:
式中:
為漏磁系數(shù)； r 為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)。由式( 2) 可知， 檢測(cè)到定子電流的d 軸分量( 勵(lì)磁分量) 可觀測(cè)出轉(zhuǎn)子磁通幅值； 由式( 4) 可知， 當(dāng)rd 恒定時(shí)， 只要控制定子電流的q 軸分量( 轉(zhuǎn)矩分量) ， 即可控制電磁轉(zhuǎn)矩。具體工作原理如下:
通過電流傳感器測(cè)量逆變器輸出的定子電流iA ，iB ， 經(jīng)過DSP 的A/ D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量， 并利用iC = - ( i A + i B ) 計(jì)算出i C。電流i A ， iB ， i C 通過Clarke 變換和Park 變換得到了dq 坐標(biāo)系下的勵(lì)磁反饋電流i sd和轉(zhuǎn)矩反饋電流isq ， 與給定的勵(lì)磁電流i sd ref 和轉(zhuǎn)矩電流i sqref 的差通過PI 調(diào)節(jié)后， 再經(jīng)過Park 逆變換輸出!?
坐標(biāo)下的電壓， DSP 利用該電壓生成三相逆變器所需的六路驅(qū)動(dòng)信號(hào)。實(shí)時(shí)測(cè)量的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)一方面用于與給定速度比較產(chǎn)生i sqref ， 另一方面進(jìn)入電流位置磁鏈轉(zhuǎn)換模型求出磁鏈的位置， 并用于Clar ke 和Park 逆變換。
3. 2 程序流程圖
AT89S52 單片機(jī)控制系統(tǒng)上電后，首先通過鍵盤輸入接口輸入給定轉(zhuǎn)速， 單片機(jī)將給定轉(zhuǎn)速存儲(chǔ)在雙口RAM 中， 同時(shí)， 給定轉(zhuǎn)速通過單片機(jī)P0 口輸出到液晶顯示單元的驅(qū)動(dòng)控制芯片SED1520，由SED1520 驅(qū)動(dòng)OCMJ4X8B2 顯示轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)速的顯示范圍為0~ 9 999 r/ min， 然后通過鍵盤來確定是否要對(duì)相關(guān)變量采樣并存儲(chǔ)。該部分程序流程圖如圖4( a) 所示。
其次給TMS320LF2407A DSP 控制系統(tǒng)上電， 運(yùn)行初始化程序完成初始狀態(tài)的設(shè)定( 包括對(duì)相關(guān)變量采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等) ， DSP 控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電樞電流采樣， 與給定值進(jìn)行比較， 若達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速， 則循環(huán)運(yùn)行， 當(dāng)給定轉(zhuǎn)速改變時(shí)， 進(jìn)入中斷處理子程序。主程序流程圖和中斷處理子程序流程圖分別如圖4( b) 和圖4 ( c)所示。
評(píng)論