基于dsPIC30F4012的冰箱制冷壓縮機(jī)控制器

摘要：基于dsPIC30F4012設(shè)計(jì)一種用于冰箱制冷壓縮機(jī)的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)。其驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過三段式升頻升壓法啟動(dòng)，當(dāng)運(yùn)行至滿足自同步速度時(shí)，單片機(jī)通過檢測電機(jī)的端電壓獲取轉(zhuǎn)子的換相點(diǎn)，并通過PID算法提高系統(tǒng)的控制魯棒性。經(jīng)測試，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和可控性，既降低成本，又控制靈活，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：無刷直流電機(jī)(BLDC)；數(shù)字信號處理器(DSP)；脈沖寬度調(diào)制(PWM)；PID算法；dsPIC30F4012

1 引言
家用冰箱壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用單相異步電動(dòng)機(jī)。為了提高冰箱的綜合性能，省電降噪，提高冰箱制冷系統(tǒng)的工作效率，需對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。無刷直流電機(jī)BLDC(brushless DC motor)既具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，又具有直流電機(jī)運(yùn)行效率高和調(diào)速性能好的優(yōu)點(diǎn)，因此，這里采用dsPIC30F4012設(shè)計(jì)一種用于冰箱制冷壓縮機(jī)的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)控制方案
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用轉(zhuǎn)速、電流、位置三閉環(huán)控制方案，可獲得良好的控制性能，控制原理如圖1所示。

由于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)反電勢為零或很小，采用三段式升頻升壓法使電機(jī)啟動(dòng)，這個(gè)過程主要由軟件實(shí)現(xiàn)，通過給被控電機(jī)提供頻率越來越高的驅(qū)動(dòng)信號，同時(shí)不斷提高驅(qū)動(dòng)信號的占空比，待電機(jī)達(dá)到一定速度時(shí)再轉(zhuǎn)向白同步運(yùn)行方式。自同步運(yùn)行時(shí)。單片機(jī)通過檢測反電勢過零點(diǎn)確定電機(jī)位置，再根據(jù)位置信號改寫OVDCON(控制寄存器)值，逆變器采用pwm_on調(diào)制方式，即各個(gè)功率器件在導(dǎo)通的前60°進(jìn)行PWM調(diào)制，后60°保持恒通的兩兩導(dǎo)通方式。該導(dǎo)通方式繞組利用率高，電機(jī)出力最大，平穩(wěn)性最好，且PWM調(diào)制方式控制簡單，無控制死區(qū)，能有效抑制換向轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，顯著提高電機(jī)的運(yùn)行性能。