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        基于IPM的三相無刷直流電機控制系統的設計

        作者: 時間:2009-06-25 來源:網絡 收藏

        O 引言
        無刷直流電機因其體積小,重量輕,維護方便,高效節能等一系列優點,被廣泛用于各個領域。尤其隨著高性能的單片機和專門用途的(Digital Signal Processor)微處理器和集IGBT模塊及其和保護于一身的(Intelligent Power Module,)的發展,使無刷直流電機的位置檢測和換相更加準確穩定。本文以(TMS320LF2407A)作為核心的三相無刷直流電機控制系統為研究對象,采用雙極性PWM(PulseWidth Modulation)控制技術,利用(PM50RSAl20),設計一種電機控制系統,實驗結果表明,系統調速范圍寬,控制性能良好。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/163770.htm


        1 三相無刷直流電機控制系統
        三相無刷直流電機控制系統框圖如圖1所示,系統主要由控制模塊、和轉子位置檢測模塊三大部分構成。系統根據轉子位置檢測模塊檢測到的電機位置信號,控制DSP輸出正確的6路PWM脈沖信號,經過電路以控制智能功率模塊中相應功率管的通斷,從而實現對電機的正確供電,控制電機正常運行。

        2 TMS320LF2407A模塊的介紹
        TMS320LF2407A模塊主要由DSP芯片、電源、晶振、外擴RAM和輸出引腳組成。TMS320LF2407A有兩個事件管理器EVA和EVB,每個模塊包括:兩個16位的通用定時器;8個16位的脈寬調制通道(PWM),他們能夠實現三相反相器控制,能捕獲位置信號,可產生可調死區的各種PWM波。該模塊在本控制系統中擔當著重要的控制角色。
        DSP硬件的調試不但需要示波器等傳統的儀器,還需要專門的仿真套件,本文使用的是XDS510仿真器,該仿真器包括一個PC插卡和一個JTAG接口,通過該接口可以訪問DSP芯片的所有資源,而且同時可以設置斷點、單步執行等,以檢驗和調試所設計的目標電路是否正確。


        3 基于控制電路的設計
        智能功率模塊IPM由高速、低功率的IGBT和優選的門級及保護電路構成。雖然IPM雖有諸多優點,但其內部電路不含有防止干擾的信號隔離電路、自保護功能和浪涌吸收電路,為保證IPM安全可靠,需要設計這部分電路。
        3.1 IPM外部驅動電路的設計
        IPM功率驅動電路如圖2所示。為了保證強電部分和弱電部分電路的電氣隔離,需將控制部分和驅動部分相互隔離。來自DSP的6路PWM信號經電阻限流后經高速光耦隔離并放大后接IPM內部驅動電路以控制相應開關管工作。IPM的故障信號也需隔離之后送到DSP。UFO、VFO、WFO、FO分別為IPM內部的上橋臂三路故障輸出信號和下橋臂一路故障輸出信號。這些內部故障信號經光耦PC817轉換為相應的故障輸出信號F01、F02、F03和F04。


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