一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电机调速装置，尤其是一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置。所述调速装置包括：光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、三个霍尔传感器、LED显示器、键盘。本实用新型专利技术具有响应快的优点，适用于控制精度高的场合。与传统的模拟电路及分离式元件组成的调试电路相比，简化了电路结构；与基于单片机的调试电路相比，为开发智能控制调试装置提供了硬件条件。?（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电机调速装置，尤其是一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置。
技术介绍
无刷直流电机的发展至今已有多年的历史。传统的直流电机需要电刷机械换向而可靠性差，需要经常维护且换向时易产生电磁干扰和火花，噪声大。在此背景下，随着现代电力电子技术特别是大功率电子器件的迅速发展，无刷直流电机应运而生。早在1917年，Boliger就提出了用整流管代替有刷直流电机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机的基本思想。1955年，美国D. Harrison等人首次申请了用晶体管换相电路代替机械电刷的专利，标志着现代无刷电机的诞生。随着电力电子工业的飞速发展，许多新型的高性能半导体功率器件相继出现，如mosfet、IGBT等，以及高性能永磁材料的问世，均为永磁无刷直流电机的广泛应用奠定了坚实的基础。1978年，原西德公司的MANNESMANN公司intramat分部推出经典无刷直流电动机及其驱动器，从而标志着电子换相的无刷直流电机真正进入实用阶段。无刷直流电机采用电子换向原理，调速性能好、启动转矩大、维护方便，在医疗仪器、机床工业、纺织工业、汽车等领域得到广泛应用。在无刷直流电动机的控制中，最早用模拟电路及分离式元件组成的电路来控制电机，由于其控制电路复杂，且存在零点漂移现象，稳定性不强。因此，逐步被高级的数字控制方式所取代，这些高级的数控方式主要采用单片机控制。与复杂的模拟电路相比，单片机具有电路设计简单、运算快、程序修改方便、控制精度高、无零点漂移等优点。另外，无刷直流电机专用模拟芯片、如motorola公司MC33035，由于价格低廉，定制方便，但是在一些对控制性能要求高的场合不适用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置。本技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，包括光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、三个霍尔传感器、LED显示器、键盘；所述光耦逆变电路的输入端与DSP处理器连接，输出端接三相逆变器的输入端；所述电流采样电路的输入端与三相逆变器的输出端连接，输出端与调理电路的输入端连接；所述调理电路的第一输出端与DSP处理器连接，第二输出端接过电流保护电路的输入端；所述过电流保护电路的输出端与DSP处理器连接；所述三相逆变电路的输出端与无刷直流电机的输入端连接，所述三个霍尔传感器的输入端与无刷直流电机的输出端连接；所述三个霍尔传感器的输出端、LED显示器、键盘、系统电源电路分别与DSP处理器连接。进一步的，所述一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，其特征在于所述DSP处理器为TMS320F2806芯片。进一步的，所述一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，其特征在于还包括与DSP处理器连接的RS-485接口。本技术采用上述技术方案，具有以下有益效果本技术具有响应快的优点，适用于控制精度高的场合。与传统的模拟电路及分离式元件组成的调试电路相比，简化了电路结构；与基于单片机的调试电路相比，为开发智能控制调试装置提供了硬件条件。附图说明图1为基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置的模块图。图2为无刷直流电机两两导通Y型连接结构图。图3为无刷直流电机的Hpwm-Lon PWM调制方式。图4为无刷直流电机调速装置A相功率驱动电路。图5为过电流保护电路的电路图。图6为无刷直流电机驱动主程序流程图。图7为无刷直流电机捕获终端程序流程图。图8为无刷直流电机采样中断程序流程图。图9为无刷直流电机两管导通H_pwm_L_on调制波形。图10为无刷直流电机A相电流波形。具体实施方式以下结合附图对本技术的技术方案进行详细说明如图1所示的基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，包括光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、霍尔传感器、LED显示器、键盘；光耦逆变电路的输入端与DSP处理器连接，输出端接三相逆变器的输入端；电流采样电路的输入端与三相逆变器的输出端连接，输出端与调理电路的输入端连接；调理电路的第一输出端与DSP处理器连接，第二输出端接过电流保护电路的输入端;过电流保护电路的输出端与DSP处理器连接；三相逆变电路的输出端与无刷直流电机的输入端连接，所述霍尔传感器的输入端与无刷直流电机的输出端连接；霍尔传感器的输出端、LED显示器、键盘分别与DSP处理器连接。TMS320F2806处理器是基于TMS320C2xx内核的定点DSP，是集成度较高、性能较强的运动控制系列器件。F2806相比F2812提供了增强型外设模块ePWM、eCAP和eQEP。内核与I/O电压1. 8V与3. 3V。时钟频率经内部锁相环倍频后可达100MHz。F2806同过光藕隔离电路连接三相逆变器电路(3)，将DSP产生的PWM信号转化为足以驱动开关管动作的信号，从而将外部电源提供的直流电变换为驱动无刷直流电机的交流电。电流检测电路是用无感低阻值电阻对电机电枢绕组电流采样。电流的大小是用电阻两端的电压来表示的。电压经调理电路放大并低通滤波，滤去高频噪声，送TMSF2806的片内ADC采样通道和电流保护电路作电流控制。三相逆变器连接带霍尔传感器无刷直流电机，三路相位差霍尔转速信号送TMS320F2806片内捕获单元eCAP，完成电机转速计算与特定时刻换相操作。采用“两两导通Y型连接”及“单斩P丽调制”对无刷直流电机进行控制。无刷直流电机由定子与转子组成，同时包含位置传感器、控制电路以及逻辑开关换向装置。定子绕组所产生的磁场与转动中转子磁钢产生的永磁磁场，在空间始终保持90度电角度。这就使得两个磁场产生最大平均转矩而驱动电机不停的旋转。采用六管全桥逆变器“两两导通Y型连接”对开关管VTx (x=l, 2...6)进行控制，以期获取最好的转矩与调速性能。两两导通Y型连接结构图见图2所示。采用常用的两两导通Y型连接，每个瞬间只有两个功率管VTx导通，每隔1/6周期换相一次，每次换相一个功率管，每个功率管导通120度电角度。各功率管的导通顺序VT6VT1—VT1VT2 一 VT2VT3 一 VT3VT4 一 VT4VT5—VT6VT1。例如，当功率管 VT6VT1 导通时，电流从VTl管流入A相绕组，再从B相绕组流出，经VT6管回到地。每次换相合成转矩方向大小不变，方向按电角度60度变化。假设正转按如上次序换相，反转则逆次序换相。开关管控制采用PWM调制方式。不同的PWM调制方式对换相转矩脉动影响不同。必须选择合适的调制方式使换相转矩脉动最小。图3给出了单斩控制PWM波调制过程。分析证明，在给定相同的占空比及相同的母线电压下，单斩万式下绕组电流的稳态值要大于双斩方式下绕组电流的稳态值。 并且双斩方式下功率开关动态功耗大，发热比较严重。本技术采用上桥PWM，下桥恒通。即H_pwm-L_on PWM调制方式。采用“遇限削弱积分PID”算法对电机转速进行调节。假设r(t)是给定值，y(t)是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差e(t)，e(t)作为PID控制器的输入，u(t)作为PID控制器的输出和被控对象的输入。模拟PID写为公式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，其特征在于包括：光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、三个霍尔传感器、LED显示器、键盘；所述光耦逆变电路的输入端与DSP处理器连接，输出端接三相逆变器的输入端；所述电流采样电路的输入端与三相逆变器的输出端连接，输出端与调理电路的输入端连接；所述调理电路的第一输出端与DSP处理器连接，第二输出端接过电流保护电路的输入端；所述过电流保护电路的输出端与DSP处理器连接；所述三相逆变电路的输出端与无刷直流电机的输入端连接，所述三个霍尔传感器的输入端与无刷直流电机的输出端连接；所述三个霍尔传感器的输出端、LED显示器、键盘、系统电源电路分别与DSP处理器连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP处理器的无刷直流电机调速装置，其特征在于包括:光耦隔离电路、三相逆变器、电流采样电路、调理电路、过电流保护电路、三个霍尔传感器、LED显示器、键盘； 所述光耦逆变电路的输入端与DSP处理器连接，输出端接三相逆变器的输入端；所述电流采样电路的输入端与三相逆变器的输出端连接，输出端与调理电路的输入端连接； 所述调理电路的第一输出端与DSP处理器连接，第二输出端接过电流保护电路的输入端; 所述过电流保护电路的输出端与DSP处理器连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军科，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：