基于TMS320F2812無刷直流電機控制系統設計

3．1 轉子位置檢測電路
控制無刷直流電機時，DSP控制器根據轉子的當前轉動位置，發送相應的控制字，通過改變PWM脈沖信號的占空比控制電機。無刷直流電機的轉子位置是由位置傳感器來檢測的。該系統設計采用了3個光電式位置傳感器(霍爾元件)，它們是利用光電效應制成的，由跟隨電機轉子一起旋轉的遮光板和固定不動的光源及光電管等部件組成。
隨著電機轉子的旋轉，光電管間歇接收從光源發出的光，不斷導通和截止，從而產生一系列“0”和“l”的信號。這些脈沖信號通過I／0端口傳輸給DSP，DSP讀取霍爾元件的狀態值，以確定轉子的當前位置。再通過改變PWM信號的占空比控制驅動電路，改變IGBT的導通順序，實現電機的換相控制．并調節電機的轉速。電機驅動電路控制橋臂上的功率管導通順序為VQ1，VQ2→VQ2，VQ3→VQ3，VQ4→VQ4，VQ5→VQ5，VQ6→VQ6，VQ1(兩兩通電)。電機轉子每轉一圈，H1，H2，H3將出現10l→100→110→010→011→00l的6種狀態，DSP對每一種狀態發送相應的控制字。改變電機的通電相序，實現電機的連續運行。圖3給出電機驅動電路控制原理圖。

3．2 相電流檢測電路
電流反饋通道由霍爾元件、運算放大器和A／D轉換器組成。電流反饋采用變比為1：1 000的磁平衡式霍爾元件，該元件的輸出為電流信號，并且信號較弱，必須經過精密電阻轉換成電壓信號，再經過放大處理，得到電流的雙極性信號。因為DSP中A／D轉換單元的輸入范圍是0～3．3 V(單極性)，需要設計將雙極性信號變為單極性的電路，再送到A／D轉換器。圖4給出電路原理圖。

3．3 驅動電路
電機控制器驅動電路采用IR2131(見圖5)。IR2131／IR2132是一種采用高壓、高速功率MOSFlET和IGBT的驅動器。IR2131可同時控制6個功率管的導通和關斷。通過輸出端口H01，H02，H03分別控制三相全橋驅動電路中上半橋VQ1、VQ5、VQ5的導通和關斷，通過輸出端口L0l、L02、L03分別控制三相全橋驅動電路中下半橋VQ4、VQ6、VQ2的導通和關斷，從而實現控制電機轉速和正反轉。