無刷直流電機(jī)控制器硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

3.2 PWM驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)

主控DSP輸出的PWM信號(hào)為控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵控制信號(hào)之一，控制IPM中IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷，根據(jù)調(diào)壓調(diào)速的原理調(diào)節(jié)無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速。 IPM上下橋臂IGBT采取互補(bǔ)模式工作，當(dāng)上下橋臂IGBT的開關(guān)狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，為防止發(fā)生直通而導(dǎo)致短路，必須在PWM信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)置死區(qū)時(shí)間;本文設(shè)定的死區(qū)時(shí)間為1μs，PWM死區(qū)時(shí)間測(cè)定波形如圖7所示。兩相上下橋臂IGBT開關(guān)控制波形如圖8所示，采用中心對(duì)稱模式的PWM控制，斬波頻率為15kHz時(shí)，電機(jī)繞組電壓通斷頻率為PWM斬波頻率的兩倍，即為30kHz，可有效減小無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

由于功率逆變電路采用三相全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為保證電機(jī)出力最大，功率逆變電路橋臂輸出的電壓應(yīng)與對(duì)應(yīng)的無刷直流電機(jī)繞組反電動(dòng)勢(shì)保持適當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系。圖 9是對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)值進(jìn)行軟件調(diào)整后、功率逆變電路輸出的A相電壓與無刷直流電機(jī)A相繞組的反電勢(shì)波形，兩者過零點(diǎn)對(duì)齊，逆變電路橋臂輸出的電壓波形接近正弦波，滿足采用PWM方式驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)的供電要求。

3.3 三相繞組電流測(cè)試

圖10為無刷電機(jī)正常運(yùn)行過程中，上位機(jī)調(diào)試平臺(tái)觀測(cè)到的兩相繞組電流波形ia、ib(ic=-ia-ib為減少數(shù)據(jù)量，ic未進(jìn)行顯示)。為方便調(diào)試，DSP定時(shí)將需要觀察的變量上傳到上位機(jī)調(diào)試平臺(tái)，調(diào)試平臺(tái)把上傳的數(shù)據(jù)繪制成曲線。圖中縱坐標(biāo)為信號(hào)幅值對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值，橫坐標(biāo)為上傳點(diǎn)數(shù)。試驗(yàn)表明電流采樣電路能夠真實(shí)的反映電機(jī)繞組實(shí)際電流值，硬件設(shè)計(jì)合理。

4 結(jié)論

本文是基于雙TMS320F2812 DSP處理器為核心，進(jìn)行無刷直流電機(jī)控制器硬件設(shè)計(jì)，利用主控DSP進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制、利用監(jiān)控DSP對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控，以提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。對(duì)核心硬件電路進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明控制器硬件電路設(shè)計(jì)能夠?yàn)檐浖O(shè)計(jì)提供可靠的平臺(tái)。