洗碗機(jī)水泵無(wú)傳感器PMSM驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

圖3：反電勢(shì)觀測(cè)儀框圖反電勢(shì)觀測(cè)儀輸出兩部分：()和()。這兩個(gè)信號(hào)生成關(guān)于轉(zhuǎn)子位置的信息。轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子軸角度的轉(zhuǎn)子電氣位置，可以由來(lái)自擴(kuò)展反電勢(shì)估算的兩個(gè)輸入的反正切函數(shù)決定。這種方法產(chǎn)生轉(zhuǎn)子角度未過(guò)濾值，沒(méi)有速度信息。

估算轉(zhuǎn)子位置和速度的另外一個(gè)廣泛使用的方法是眾所周知的角度追蹤觀測(cè)儀。通過(guò)采用角度追蹤觀測(cè)儀，位置估算的噪音可以被過(guò)濾掉。角度追蹤觀測(cè)儀算法的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：作為算法一部分，它還會(huì)估算出轉(zhuǎn)子速度。圖4描述了角度追蹤觀測(cè)儀的結(jié)構(gòu)。

圖4：角度追蹤觀測(cè)儀框圖控制算法實(shí)現(xiàn)

以反電勢(shì)觀測(cè)儀和角度追蹤觀測(cè)儀為基礎(chǔ)且?guī)в修D(zhuǎn)子位置和速度估算算法的矢量控制方法，目前已經(jīng)通過(guò)飛思卡爾的MC56F8006得以實(shí)現(xiàn)。

有三條控制環(huán)路控制速度、轉(zhuǎn)矩、磁鏈?？刂扑惴ㄔ趦?yōu)先的中斷服務(wù)程序中執(zhí)行。內(nèi)部控制環(huán)路最為關(guān)鍵(q軸電流和d軸電流)，每125μs執(zhí)行一次。外部控制環(huán)路(速度)每1ms執(zhí)行一次。內(nèi)部控制環(huán)路不可中斷，這點(diǎn)可以通過(guò)為其分配適當(dāng)?shù)母咧袛鄡?yōu)先級(jí)得以保證。這種方法簡(jiǎn)化了應(yīng)用框架設(shè)計(jì)，允許中斷程序優(yōu)先級(jí)由處理器自動(dòng)管理。矢量控制算法處理以下模擬信號(hào)：

C 三個(gè)電機(jī)相電流(ia、ib、ic)。這些信號(hào)通過(guò)安裝在三個(gè)逆變電路底部的三個(gè)并聯(lián)電阻進(jìn)行測(cè)量。

C DC總線電壓。

在任何給定實(shí)例中，只測(cè)量三個(gè)相電流中的其中兩個(gè)，計(jì)算第三個(gè)。當(dāng)接通相應(yīng)的底部晶體管，可以在并聯(lián)電阻器上看見(jiàn)電流?？梢栽谄渲袦y(cè)量電流的窗口依賴(lài)生成的PWM控制信號(hào)占空比，因此需要在適當(dāng)且精確的瞬間開(kāi)始ADC轉(zhuǎn)換流程。借助MC56F8006 DSC中特別設(shè)計(jì)的硬件，可以圓滿完成這一艱巨任務(wù)。PWM模塊生成的可配置同步脈沖，可以輸入到可編程時(shí)延塊(PDB)中。之后，同步脈沖由PDB模塊進(jìn)行處理，輸出直接觸發(fā)ADC模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)ADC測(cè)量的精確同步控制。這種同步機(jī)制由硬件進(jìn)行處理，沒(méi)有任何軟件干預(yù)。軟件只需要讀取ADC結(jié)果寄存器。這里描述的應(yīng)用使用這一功能，每125μs轉(zhuǎn)換6個(gè)模擬信號(hào)。ADC模塊包含兩個(gè)獨(dú)立的12位ADC轉(zhuǎn)換器，在經(jīng)過(guò)配置后可以依次、同時(shí)或并行運(yùn)行。要進(jìn)行相位電流取樣，使用同時(shí)運(yùn)行模式同時(shí)在兩個(gè)相位上進(jìn)行ADC測(cè)量。這樣就實(shí)現(xiàn)了精確的瞬時(shí)測(cè)量，三個(gè)相位電流都可以從該測(cè)量中提取。

由于反電勢(shì)觀測(cè)儀不從零速度開(kāi)始運(yùn)行，轉(zhuǎn)子通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)達(dá)到已知狀態(tài)(相位)進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣我們就了解了初始轉(zhuǎn)子位置。然后使用開(kāi)環(huán)啟動(dòng)算法，將電機(jī)加速到反電勢(shì)觀測(cè)儀能夠提供精確反饋結(jié)果的速度。從開(kāi)環(huán)啟動(dòng)到閉環(huán)控制的切換平穩(wěn)進(jìn)行。

洗碗機(jī)水泵解決方案的運(yùn)行圖如圖5所示，基于飛思卡爾MC56F8006的逆變器如圖6所示。

圖5：運(yùn)行洗碗機(jī)泵演示

圖6：采用飛思卡爾MC56F8006器件的三相逆變器