交流調速系統硬件接口電路方案

1 引言

　　長期以來，由于交流異步電機結構簡單、運行可靠、制造成本低等諸多優點，其應用越來越廣泛。在交流調速理論發展的同時，人們也在研究交流調速系統硬件接口電路的設計方法。隨著高性能dsp芯片、電力電子器件的出現，交流調速系統的硬件電路設計也逐漸形成標準。本文詳細介紹了一種基于dsp的交流調速系統硬件接口電路設計的方法，對各個電路如采樣電路、轉速反饋接口電路、驅動電路的主要功能及電路元器件參數的選擇給出了詳細的說明，實驗證明這種方法是可行的。

　　2 主電路設計

　　本文的設計實驗對象為：額定功率為55kw，額定電壓為440v，額定電流為90a，額定轉速為1800r/min的異步電機。調速系統原理圖如圖1所示。

　　本設計選取了tms320f2812系列定點dsp作為電動機控制主芯片，圍繞它展開了硬件接口電路的設計。具體包括：電流采樣電路的設計，速度檢測環節的設計，功率開關器件的驅動電路設計等幾個方面。因為本文以硬件設計為主，故在其他方面如park變換，clarke變換等軟件設計方面不予以贅言。

　　3 電流采樣電路的設計

　　3.1電流采樣電路

　　電流采樣電路的目的是在閉環控制系統中實時得到反饋的交流電動機定子電流信號，即將傳感器檢測到的電流信號進行放大，偏置輸出到dsp的a/d接口，將電流信號轉換成dsp可識別的數字信號，以方便dsp進行處理。因為本課題研究的是三相平衡系統ua+ub+uc=0，故只需要檢測其中兩路電流即可。

　　3.2電流傳感器的選擇

　　根據異步電機的數學模型可知，定子電流檢測的精度和實時性是整個矢量控制系統精度的關鍵。因此，對電流的檢測要求精度高和速度快，顯然普通的電流傳感器很難滿足要求。根據設計要求，試驗電動機的額定電流為90a，考慮兩倍的安全裕量，實際定子電流取到180a。本實驗選取深圳市貝爾特電子有限技術公司出品的csns200m-002電流傳感器。該電流傳感器的原邊電流為200a，與預選的電流值(180a)很接近，滿足選取原則。

　　3.3運算放大器的選擇

　　本文所