基于可重构DSP的开关磁阻电机驱动器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于可重构ＤＳＰ的开关磁阻电机驱动器。它包括ＰＷＭ控制单元、角度控制单元、控制模式选择单元、逻辑与单元、功率变换器、位置检测器、整流滤波电路和开关磁阻电动机ＳＲＤ，开关磁阻电动机ＳＲＤ分别连接位置检测器、功率变换器和ＰＷＭ控制单元，功率变换器连接整流滤波电路，整流滤波电路连接三顶交流电源，位置检测器分别连接控制模式选择单元和角度控制单元，控制模式选择单元的输出分别连接ＰＷＭ控制单元和角度控制单元，ＰＷＭ控制单元和角度控制单元的输出经过逻辑与单元连接功率变换器。本实用新型专利技术将低速电流ＰＷＭ控制和高速的角度控制相结合，抗干扰能力强，精度高。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
(一)
本技术涉及电机驱动器技术，具体涉及一种开关磁阻电机驱动器。(二)
技术介绍
目前，开关磁阻电机系统的主电路大多采用不对称半桥结构。结合图1，当主功率元件VT1和VT2导通时，绕组所加电压为+Ud，关断其中一只主功率元件(如VT1或者VT2)续流时，绕组所加电压为零；当主功率元件VT1和VT2同时关断时，绕组电流通过VD1和VD2续流，绕组电压-Ud，它可以方便实现各种开关磁阻电动机的各种控制策略，是开关磁阻电动机控制系统中应用最多的一种主电路结构。但在实现控制时往往会出现很多问题，系统的抗干扰的能力差，精度低，控制不灵活。(三)
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种将低速电流PWM控制和高速的角度控制相结合的，抗干扰能力强，精度高的基于可重构DSP的开关磁阻电机驱动器。本技术的目的是这样实现的：它包括PWM控制单元、角度控制单元、控制模式选择单元、逻辑与单元、功率变换器、位置检测器、整流滤波电路和开关磁阻电动机SRD，开关磁阻电动机SRD分别连接位置检测器、功率变换器和PWM控制单元，功率变换器连接整流滤波电路，整流滤波电路连接三项交流电源，位置检测器分别连接控制模式选择单元和角度控制单元，控制模式选择单元的输出分别连接PWM控制单元和角度控制单元，PWM控制单元和角度控制单元的输出经过逻辑与单元连接功率变换器。本技术还有这样一些技术特征：1、所述的角度控制单元包括逻辑控制单元，控制模式选择单元的输出连接逻辑控制单元，逻辑控制单元的输出连接逻辑与单元；2、所述的控制模式选择单元包括、比较环节、速度调节器ASR、高低速判别单元和控制模式选择模块，可变电阻器的一端连接直流电，另一端接地，中间输出连接比较环节的正输入，比较环节的负输入连接位置检测器，比较环节的输出连接速度调节器ASR，速度调节器ASR连接控制模式选择模块，高低速判别单元的输入连接位置检测器，输出连接控制模式选择模块；3、所述的位置检测器的输出连接分别逻辑控制单元和微分电路，微分电路的输出分别连接高低速判别单元和比较环节；4、所述的PWM控制单元包括电流调节器ACR和PWM模块，开关磁阻电动机SRD和-->控制模式选择单元的输出经过比较环节连接电流调节器ACR，电流调节器ACR连接PWM模块，PWM模块的输出连接逻辑与单元；5、所述的逻辑与单元连接放大驱动电路，放大驱动电路的输出连接功率变换器。本技术控制方法是将低速电流PWM控制(CCC电流斩波控制)和高速的角度控制(APC)相结合。当低速时采用CCC控制方式，保持θon和θoff不变的控制方式，即令逻辑控制单元按照变频的固定模式确定各相的通断时刻，转矩指令T*即可直接作为电流的给定i*输出，在低速时实现恒流斩波，起到保护功率开关管的作用；在高速时，采用APC的工作方式，此时将电流给定i*抬高，斩波控制失去作用，此时由转矩指令T*决定θon(开通角)和θoff(关断角)的给定值θ*on和θ*off，从而控制输出转矩的大小。本技术的有益效果有：1、全新的控制方式，本技术将低速电流PWM控制和高速的角度控制相结合，根据转速实现两种方式的切换，控制全面具体，实现过程迅速，精度高；2、抗干扰能力强，本技术开关磁阻电机采用混合编码(即采用霍尔和编码器)的工作方式，采用差分对位置信号进行处理，提高了位置信号的抗干扰能力；同时，键盘输入采用光耦TLP521-1进行了隔离，并经过同相器进行了信号隔离，键盘的设定完成启动，停止，参量设定灯功能；3、精度高，本技术采用DSPTMS320LF2407作为系统的核心控制单元，由DSP实现霍尔信号和编码器的采集，DSP采用全比较的工作模式，利用PWM1-PWM6六路PWM控制信号实现CCC(电流斩波控制)控制和APC(角度位置)控制，此外，DSP单元还实现串行显示，考虑到DSP内部集成的AD转换器在高速采样时精度不高的缺点，本实施例采用外置12位AD转换器AD7864实现高精度电流采样。(四)附图说明图1为开关磁阻电机系统的主电路原理图；图2为本技术的原理框图；图3为实施例DSP的核心控制单元原理图；图4为实施例键盘输入单元原理图；图5为实施例霍尔信号和编码器信号的处理电路原理图；图6为实施例电机绕组电流采样电路原理图；图7为实施例PWM输出电路处理电路图。(五)具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的说明：-->结合图2，本实施例包括PWM控制单元、角度控制单元、控制模式选择单元、逻辑与单元、功率变换器、位置检测器、整流滤波电路和开关磁阻电动机SRD，开关磁阻电动机SRD分别连接位置检测器、功率变换器和PWM控制单元，功率变换器连接整流滤波电路，整流滤波电路连接三项交流电源，位置检测器分别连接控制模式选择单元和角度控制单元，控制模式选择单元的输出分别连接PWM控制单元和角度控制单元，PWM控制单元和角度控制单元的输出经过逻辑与单元连接功率变换器。角度控制单元包括逻辑控制单元，控制模式选择单元的输出连接逻辑控制单元，逻辑控制单元的输出连接逻辑与单元；控制模式选择单元包括、比较环节、速度调节器ASR、高低速判别单元和控制模式选择模块，可变电阻器的一端连接直流电，另一端接地，中间输出连接比较环节的正输入，比较环节的负输入连接位置检测器，比较环节的输出连接速度调节器ASR，速度调节器ASR连接控制模式选择模块，高低速判别单元的输入连接位置检测器，输出连接控制模式选择模块；位置检测器的输出连接分别逻辑控制单元和微分电路，微分电路的输出分别连接高低速判别单元和比较环节；PWM控制单元包括电流调节器ACR和PWM模块，开关磁阻电动机SRD和控制模式选择单元的输出经过比较环节连接电流调节器ACR，电流调节器ACR连接PWM模块，PWM模块的输出连接逻辑与单元；逻辑与单元连接放大驱动电路，放大驱动电路的输出连接功率变换器。结合图3，本实施例采用DSP TMS320LF2407作为系统的核心控制单元，由DSP实现霍尔信号和编码器的采集，由此实现换向和转速计算。DSP采用全比较的工作模式，利用PWM1-PWM6六路PWM控制信号实现CCC(电流斩波控制)控制和APC(角度位置)控制。并且根据转速实现两种方式的切换。此外，DSP单元还实现串行显示，键盘输入以及故障诊断灯功能。DSP外围电路由电阻R53-R59、电感IL1、电容C12、C14-C16和晶振XTAL1组成。结合图4，为了提高系统的抗干扰的能力，本实施例键盘输入采用光耦TLP521-1进行了隔离，并经过同相器进行了信号隔离。键盘的设定完成启动，停止，参量设定灯功能。键盘电路由接口J1-J2、电阻R1-R12、光耦U2-U7、电容C2-C4、非门IC1A-IC1F组成。结合图5，本实施例开关磁阻电机采用混合编码(即采用霍尔和编码器)的工作方式，采用差分对位置信号进行处理，提高了位置信号的抗干扰能力。由霍尔信号实现工作方式的切换，由编码器实现对转速的计算。霍尔信号和编码器信号的处理电路由接口J3-J4、电阻R31-R48、R61-R66、电容C70-C787、C120-C125、编码器IC4、IC5、光耦U10-U15和非门IC2A-IC2F组成。结合图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可重构ＤＳＰ的开关磁阻电机驱动器，它包括功率变换器、整流滤波电路和开关磁阻电动机ＳＲＤ，其特征在于它还包括ＰＷＭ控制单元、角度控制单元、控制模式选择单元、逻辑与单元和位置检测器，开关磁阻电动机ＳＲＤ分别连接位置检测器、功率变换器和ＰＷＭ控制单元，功率变换器连接整流滤波电路，整流滤波电路连接三项交流电源，位置检测器分别连接控制模式选择单元和角度控制单元，控制模式选择单元的输出分别连接ＰＷＭ控制单元和角度控制单元，ＰＷＭ控制单元和角度控制单元的输出经过逻辑与单元连接功率变换器。

【技术特征摘要】
1.一种基于可重构DSP的开关磁阻电机驱动器，它包括功率变换器、整流滤波电路和开关磁阻电动机SRD，其特征在于它还包括PWM控制单元、角度控制单元、控制模式选择单元、逻辑与单元和位置检测器，开关磁阻电动机SRD分别连接位置检测器、功率变换器和PWM控制单元，功率变换器连接整流滤波电路，整流滤波电路连接三项交流电源，位置检测器分别连接控制模式选择单元和角度控制单元，控制模式选择单元的输出分别连接PWM控制单元和角度控制单元，PWM控制单元和角度控制单元的输出经过逻辑与单元连接功率变换器。2.根据权利要求1所述的基于可重构DSP的开关磁阻电机驱动器，其特征在于所述的角度控制单元包括逻辑控制单元，控制模式选择单元的输出连接逻辑控制单元，逻辑控制单元的输出连接逻辑与单元。3.根据权利要求2所述的基于可重构DSP的开关磁阻电机驱动器，其特征在于所述的控制模式选择单元包括、比较环节、速度调节器ASR、高低速判别单元和控制模式选...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晗璎，贾新楠，魏登科，
申请(专利权)人：哈尔滨卓尔科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]