DSP在三相無刷直流電機(jī)中的應(yīng)用

1 概述

　　無刷直流電機(jī)是隨著電力電子器件及新型材料發(fā)展而迅速成熟起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī)，它既具有交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電機(jī)那樣良好的調(diào)速特性而無由于機(jī)械式換向器帶來的問題，還具有運(yùn)行轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、效率高、相對(duì)成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合[1]。以往的無刷直流電機(jī)多由單片機(jī)附加許多種接口設(shè)備構(gòu)成.不僅復(fù)雜，而且速度也受到限制,難于實(shí)現(xiàn)從位置環(huán)到速度、電流環(huán)的全數(shù)字控制，也不方便擴(kuò)展。而應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)的電機(jī)伺服系統(tǒng)卻可以只用一片DSP就可以替代單片機(jī)和各種接口, 擴(kuò)展方便，可以實(shí)現(xiàn)位置、速度和電流環(huán)的全數(shù)字化控制[2]。

　　本文采用ＴI公司推出的240xDSP作為無刷直流電機(jī)全數(shù)字控制核心，組成的伺服系統(tǒng)只需要很少的系統(tǒng)元件。TMS320Ｆ240X是美國(guó)ＴI公司推出的高性能16位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，是專門為電機(jī)的數(shù)字化控制而設(shè)計(jì)的。這種DSP包括一個(gè)定點(diǎn)DSP內(nèi)核及一系列微控制器外圍電路，將數(shù)字信號(hào)處理的運(yùn)算能力與面向電機(jī)的高效控制能力集于一體，可以實(shí)現(xiàn)用軟件取代模擬器件，方便地修改控制策略，修正控制參數(shù)，兼具故障檢測(cè)、自診斷和與上位機(jī)通信等功能。

2  硬件介紹

　　TMS320LF2407A的內(nèi)核是TMS320C2XX(圖1)，內(nèi)部采用了哈佛結(jié)構(gòu)，流水線作業(yè)，在20MHz的時(shí)鐘頻率下，指令周期僅為50ns，且多數(shù)指令都能在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。其中央算術(shù)邏輯部分包括32位中央算術(shù)邏輯單元(CALU)，32位累加器，CALU的輸入/輸出數(shù)據(jù)定標(biāo)移位器，16位