伺服电机控制系统技术方案

本发明专利技术属于伺服电机控制系统设计领域，具体涉及一种伺服电机控制系统，包括DSP主控电路、PWM传输电路、功率驱动电路，所述DSP主控电路包括DSP控制核心、DSP外围电路以及时钟和锁相环滤波电路；所述PWM传输电路包括隔离电路；所述功率驱动电路包括IPM模块，所述DSP主控电路通过PWM传输电路输出PWM信号驱动IPM模块，IPM模块输出三相电流给电机定子绕组。本发明专利技术以TMS320LF2407控制器为核心的矢量控制系统硬件电路的设计，包括主电路、驱动电路、检测电路以及保护电路的设计。采用的智能IPM模块，内部集成了各种保护电路，大大提升了系统的可靠性与安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于伺服电机控制系统设计领域，具体涉及一种伺服电机控制系统。
技术介绍
交流电动机特别是异步电动机具有结构简单，体积小，重量轻，价格便宜，运行可靠，维护方便，使用环境局限性小等优点，在生产和生活中得到广泛的应用。随着计算机的产生和新型快速的电力电子原件得出现是的交流异步电机得调速成为可能，带有实时信号处理器的电机控制器件如DSP和集成度很高的智能功率模块IPM的出现，更使得由变频器供电的交流电动机控制系统获得越来越广泛的应用。然而正是由于各种电机控制器件的多样化，导致电机控制系统的稳定性和可靠性参差不齐，电机与控制系统之间不能实现完美彡口口 ο
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稳定、可靠的伺服电机控制系统。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案:一种伺服电机控制系统，其特征在于:包括DSP主控电路、PWM传输电路、功率驱动电路，所述DSP主控电路包括DSP控制核心、DSP外围电路以及时钟和锁相环滤波电路；所述PWM传输电路包括隔离电路；所述功率驱动电路包括IPM模块，所述DSP主控电路通过PWM传输电路输出PWM信号驱动IPM模块，IPM模块输出三相电流给电机定子绕组；所述功率驱动电路还包括电流检测电路和位置、速度检测电路；所述DSP控制核心为TMS320LF2407A数字信号处理器；所述DSP外围电路为TPS7333芯片，所述TPS7333芯片的引脚2作为使能端接地，引脚3、4是输入端，引脚5、6是输出端，输出电压分为+3.3V、PLLVCCA、+3.3V三个供电端，所述+3.3V供给模拟部分，PLLVCCA供给锁相环滤波电路，+3.3V供给DSP控制核心及外存；引脚7接在输出端用于反馈以调整输出电压；引脚8是复位端用于当输出电压低于或高于一定值土VIT时，产生持续200ms的低电平信号使系统复位，各供电端的集成电路的电源与接地之间均设有退耦电容；所述时钟和锁相环滤波电路包括TMS320LF2407A数字信号处理器内部的锁相环电路以及外部的有源晶体振荡器，有源晶体振荡器的OUT引脚接至主控电路的时钟信号输入端；所述隔离电路包括用于传输PWM信号的快速光耦合器HP4504以及用于传输故障信号的低速光親合器P521 ；所述电流检测电路为IR2172电流检测和处理电路，IR2172电流检测和处理电路为开漏输出，IR2172电流检测和处理电路外部接有上拉电阻R2 ;所述IR2172电流检测和处理电路输出40kHz的PWM信号至光耦6N137，光耦6N137输出端经施密特反相器74HC14连接至DSP控制核心的CAPx和XINTx引脚；所述位置、速度检测电路包括脉冲信号变换电路，所述脉冲信号变换电路包括差分总线接收器DS3486，所述差分总线接收器DS3486接收码盘输出的信号并将处理后的脉冲信号输送至DSP控制核心的I/O引脚。本专利技术的技术效果在于:以TMS320LF2407控制器为核心的矢量控制系统硬件电路的设计，包括主电路、驱动电路、检测电路以及保护电路的设计。采用的智能IPM模块，内部集成了各种保护电路，大大提升了系统的可靠性与安全性。【附图说明】图1是本专利技术的DSP外围电路；图2是本专利技术的时钟电路；图3是本专利技术的锁相环滤波电路；图4是本专利技术的隔离电路；图5是本专利技术的电流检测电路；图6是本专利技术的脉冲信号变换电路。【具体实施方式】下述实施例是对于本
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的进一步说明以作为对本专利技术
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的阐释，但本专利技术的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本专利技术实质精神的简单变化或替换均应属于本专利技术所要求的保护范围。本专利技术提供了一种伺服电机控制系统，包括DSP主控电路、PWM传输电路、功率驱动电路，所述DSP主控电路包括DSP控制核心、DSP外围电路以及时钟和锁相环滤波电路；所述PWM传输电路包括隔离电路；所述功率驱动电路包括IPM模块，所述DSP主控电路通过PWM传输电路输出PWM信号驱动IPM模块，IPM模块输出三相电流给电机定子绕组。进一步的，所述功率驱动电路还包括电流检测电路和位置、速度检测电路。优选的，所述DSP控制核心为TMS320LF2407A数字信号处理器，TMS320LF2407A具有以下特点:(I)采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗；25ns(40MIPS处理能力)的时钟周期极大提高了控制器的实时控制能力。(2)片内有高达32K字的FLASH程序存储器；高达2.5K字的16位的数据/程序RAM ；544 字双端口 RAM(DARAM) ；2K 字的单口 RAM(SARAM)。(3)两个事件管理器模块EVA和EVB，每个模块均包括如下资源:两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制(PWM)通道，可以实现三相反相器控制；PWM的中心或边缘校正及当外部引脚/PDPINTx出现低电平时快速关闭PWM通道；可编程的PWM死区控制以防止上下桥臂同时输出触发脉冲；3个捕获单元；片内光电编码器接口电路。(4)可扩展的外部存储器总共有192K字空间，分别为64K字的程序存储器空间、64K字的数据存储器空间和64K字的I/O空间。(5) 10位A/D转换器最小转换时间为500ns，8个或16个多路复用的输入通道、可选择由两个事件管理器来触发两个8通道输入ADC或一个16通道输入ADC。(6)片内集成的看门狗定时器可以防止由于意外情况而造成程序运行的死循环。5个外部中断(2个驱动保护、I个复位和2个可屏蔽中断)。(7)串行通信接口(SCI)模块；16位串行外部设备接口(SPI)模块；基于锁相环(PLL)的时钟发生器；高达40个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚；电源管理，具有3种低功耗模式，能独立地将外围器件转入低功耗工作模式。由以上特点可以看出TMS320LF2407A事件管理器模块集成了电机控制常用的外围电路，便利的SC1、充足的I/O通道，40MIPS的执行速度，使之非常适合于电机控制。还有每片约为11美元的市场价格，也是本系统优选的重要因素。如图1所示，作为本专利技术的优选方案，所述DSP外围电路为TPS7333芯片，所述TPS7333芯片的引脚2作为使能端接地，引脚3、4是输入端，引脚5、6是输出端，输出电压分为+3.3V、PLLVCCA、+3.3V三个供电端，所述+3.3V供给模拟部分，PLLVCCA供给锁相环滤波电路，+3.3V供给DSP控制核心及外存；引脚7接在输出端用于反馈以调整输出电压；引脚8是复位端用于当输出电压低于或高于一定值土 VIT时，产生持续200ms的低电平信号使系统复位，各供电端的集成电路的电源与接地之间均设有退耦电容。电源电路的选择是硬件系统设计的一个重要部分，设计的好坏对系统影响很大。对于DSP芯片而言，一般有以下4种电压需要电源电路提供:(I)DSP内核电压。现代DSP为了省电，通常把内核电压和外围电路的供电分开，内核工作于低电压以减少功耗；(2)模拟电路电压。为了减少电源噪声和互相干扰，数字电路和模拟电路一般要独立供电；(3)DSP外设电压。主要给DSP的片内外设供电；(4) Flash 编程电压；对于电源芯片的选择，通常需要从以下几个方面考虑:[003当前第1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服电机控制系统，其特征在于：包括DSP主控电路、PWM传输电路、功率驱动电路，所述DSP主控电路包括DSP控制核心、DSP外围电路以及时钟和锁相环滤波电路；所述PWM传输电路包括隔离电路；所述功率驱动电路包括IPM模块，所述DSP主控电路通过PWM传输电路输出PWM信号驱动IPM模块，IPM模块输出三相电流给电机定子绕组。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田苍，
申请(专利权)人：田苍，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23