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        三相異步電機雙閉環調速控制系統設計

        作者: 時間:2012-11-17 來源:網絡 收藏

        2.1 單片機控制單元
        控制單元主要完成以下功能:一是通過鍵盤輸入接口完成對給定轉速的設定;二是通過液晶顯示單元完成對給定轉速、電機啟動時轉速和達到穩態時轉速的顯示;三是完成對雙口RAM中存儲數據的讀取,并將讀取的數據通過USB接口電路導入上位機或通過D/A輸出電路輸入到模擬設備。其中,液晶顯示單元采用中文圖形兩用型液晶顯示模塊OCMJ4X8B-2;鍵盤輸入采用矩陣式按鍵鍵盤可以通過單片機調用預設的漢字,可以輸入數字(用來設置轉速);雙口模塊用來存儲TMS320LF2407A采集的變量波形數據。
        2.2 TMS320LF2407A控制單元
        TMS320LF2407A控制單元的電路原理圖如圖2所示。該控制單元電路主要包括光耦隔離電路、轉速檢測電路、電流檢測電路和電壓檢測電路,分別完成對IPM的驅動、轉速檢測與控制、過流保護、過壓和欠壓保護等功能。

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        光耦隔離電路由6片東芝公司的TLPl27及相應的限流電阻組成,主要完成TMS320LF2407A與IPM智能功率模塊的電氣隔離,并將輸出的PWM信號放大。
        轉速檢測電路采用歐姆龍1024原旋轉型線編碼器E6B2-CWZ6C,編碼器輸出的脈沖經過TMS320LF2407A內部4倍頻后可以實現每轉4 096個脈沖,從而保證了轉速的精度。根據采樣得到的數據與給定數據比較,調整DSP輸出驅動脈沖的寬度,從而調節交流電機的轉速。
        電流采樣電路采用3片霍爾電流傳感器CN61M/TBC25C04,一路將檢測到的直流母線上瞬時電流值送入過流保護電路,當其值大于過電流值時,相應過流保護電路動作產生保護信號,關斷PWM信號的輸出;另外兩路檢測流過電動機的電流,通過變換改變DSP輸出的驅動脈沖,進而保持電機的轉速不變。在本文設計的控制系統中,TMS320LF2407A采用了ADCIN00,ADCIN01和ADCIN02三路通道,以采集電機A相、B相和直流母線的電流。
        直流母線的采樣電壓通過ADCIN03通道輸入DSP,根據采樣得到的數據,在電壓超過設定的上、下限值時,DSP關斷PWM脈沖的輸出,從而實現過壓和欠壓保護功能。

        3 系統軟件設計
        3.1 閉環調速控制的原理
        本文設計的的原理框圖如圖3所示。

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