無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的S0PC技術(shù)研究

作者：時(shí)間：2010-08-06 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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3．5 位置和速度檢測(cè)模塊
位置信號(hào)通過(guò)三個(gè)霍爾傳感器得到，每一個(gè)霍爾傳感器都會(huì)產(chǎn)生180°脈寬的輸出信號(hào)，如圖9所示。Sa，Sb，Sc分別表示三相霍爾信號(hào)，Clk為高頻時(shí)鐘脈沖。電機(jī)測(cè)速分為M法、T法和M／T法，T法測(cè)速適用于低速段，本設(shè)計(jì)采用T法測(cè)速。通過(guò)對(duì)霍爾信號(hào)Sa的每個(gè)周期用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)主時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)除法器計(jì)算轉(zhuǎn)速，計(jì)算公式如下：
Speed_out=60×f0／Z×Count_reg
式中：f0為系統(tǒng)時(shí)鐘；Count_reg為霍爾信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)的脈沖計(jì)數(shù)值；Z為電機(jī)轉(zhuǎn)一圈輸出的霍爾信號(hào)個(gè)數(shù)，因?yàn)槭俏鍖?duì)極電機(jī)，所以Z=5。
圖10為位置與速度檢測(cè)硬件邏輯結(jié)構(gòu)圖，三相霍爾信號(hào)通過(guò)數(shù)字濾波模塊后，以霍爾信號(hào)Sa為條件的計(jì)數(shù)器啟動(dòng)計(jì)數(shù)，作為16位除法器的分母輸入，經(jīng)過(guò)除法運(yùn)算，在下一個(gè)霍爾信號(hào)Sa周期內(nèi)輸出速度計(jì)算結(jié)果Speed_out及模塊輸出有效信號(hào)OutValid_Speed。運(yùn)算時(shí)間與除法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162957.htm

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
采用額定功率PN=300 W，額定電壓UN=220 V，額定轉(zhuǎn)速nN=3000 r／min，額定電流IN=1．6 A，額定轉(zhuǎn)矩TN=O．96 Nm的無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括以FPGA為主的控制單元、功率電路和測(cè)功機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)中采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)方式。電機(jī)給定轉(zhuǎn)速1000 r／min時(shí)，空載啟動(dòng)響應(yīng)波形如圖11所示，調(diào)節(jié)時(shí)間為300 ms，穩(wěn)態(tài)性能良好；利用測(cè)功機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加載測(cè)試，負(fù)載0．3 Nm時(shí)A相和B相電流波形如圖12所示，充分證明了該控制器的正確性，也說(shuō)明電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

5 結(jié)語(yǔ)
采用FPGA硬件可編程邏輯器件，以純硬件的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的控制，對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)控制的結(jié)果表明，該電路能有效地對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行雙閉環(huán)控制。設(shè)計(jì)特點(diǎn)是控制電機(jī)的所有外圍電路包括PI調(diào)節(jié)算法均采用FPGA實(shí)現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)電機(jī)的SOPC控制，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性高、可靠性強(qiáng)。