无刷直流电机控制系统技术方案

无刷直流电机控制系统，属于电机控制领域，本实用新型专利技术为解决单片机附加许多种接口设备的传统无刷直流电机控制系统复杂，难以实现从速度环到电流环的全数字控制问题。本实用新型专利技术包括DSP、功率驱动电路、三相逆变器、相电流检测电路和位置传感器，DSP的PWM指令输出端与功率驱动电路的输入端相连，功率驱动电路的输出端与三相逆变器的输入端相连，三相逆变器的输出端与无刷直流电机的控制端相连；相电流检测电路检测无刷直流电机的三相相电流，相电流检测电路的相电流信号输出端与DSP的相电流信号输入端相连；位置传感器检测无刷直流电机的转子位置信号，位置传感器的转子位置信号输出端与DSP的转子位置信号输入端相连。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无刷直流电机控制系统，属于电机控制领域。
技术介绍
无刷直流电动机作为一种新型的无级变速电动机，不仅具有交流电机的体积小，重量轻，惯性小等特点，而且拥有直流电动机优良的调速性能，但又没有机械换向器的缺点，因此得到了广泛的应用，无论在数控机床、机器人等制造加工领域，还是家用电器(如洗衣机、电脑硬盘等)场合都日益受到重视，以往的无刷直流电机的控制系统多由单片机附加许多种接口设备构成，不仅复杂，而且速度也受到限制，难以实现从速度环到电流环的全数字控制，也不方便扩展。
技术实现思路
本技术目的是为了解决由单片机附加许多种接口设备构成的传统无刷直流电机控制系统复杂，而且速度也受到限制，难以实现从速度环到电流环的全数字控制，也不方便扩展的问题，提供了一种无刷直流电机控制系统。本技术所述无刷直流电机控制系统，它包括DSP、功率驱动电路、三相逆变器、相电流检测电路和位置传感器，DSP的PWM指令输出端与功率驱动电路的输入端相连，功率驱动电路的输出端与三相逆变器的输入端相连，三相逆变器的输出端与无刷直流电机的控制端相连；相电流检测电路检测无刷直流电机的三相相电流,相电流检测电路的相电流信号输出端与DSP的相电流信号输入端相连；位置传感器检测无刷直流电机的转子位置信号，位置传感器的转子位置信号输出端与DSP的转子位置信号输入端相连。本技术的优点:本技术采用数字信号处理器(DSP)实现电机伺服系统的控制过程，只用一片DSP就替代了单片机和各种接口，实现位置速度和电流环的全数字化控制，与基于一般的单片机的无刷直流电机控制系统相比，本技术的处理速度及精度都远远超越传统的控制系统，DSP的快速运算能力能够使数字控制系统实时地进行运算，其内部结构使控制系统能实现更复杂的控制算法，可以将速度环和电流环以数字方式实现，形成以全数字方式实现的无刷直流电机控制系统。本技术响应速度更快、超调更小、稳定性好，且跟踪性快。附图说明图1是本技术所述无刷直流电机控制系统的原理框图；图2是电源转换电路的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述无刷直流电机控制系统，它包括DSPl、功率驱动电路2、三相逆变器3、相电流检测电路4和位置传感器5，DSPl的PWM指令输出端与功率驱动电路2的输入端相连，功率驱动电路2的输出端与三相逆变器3的输入端相连，三相逆变器3的输出端与无刷直流电机的控制端相连；相电流检测电路4检测无刷直流电机的三相相电流，相电流检测电路4的相电流信号输出端与DSPl的相电流信号输入端相连；相电流检测电路4的输出端连接DSPl中A/D单元的输入端；位置传感器5检测无刷直流电机的转子位置信号，位置传感器5的转子位置信号输出端与DSPl的转子位置信号输入端相连。位置传感器5连接DSPl中正交编码脉冲电路；DSPl采用型号为TMS320LF2407A的数字信号处理器来实现。位置传感器5采用无刷直流电机自带的霍尔元件来实现。功率驱动电路2采用IR2132S或IR2130驱动芯片来实现。本系统采用PWM方式实现对无刷直流电机的控制。交流输入经过整流、稳压并为三逆变器3提供直流电源。驱动部分采用国际整流器公司的驱动模块IR2132S，控制由转速环和电流环双闭环组成，从而有效地提高了无刷直流电机的控制精度。位置由无刷直流电机自带的霍尔元件给出，并由LF2407A的CAP端进行捕捉定位。根据速度信号，DSPl产生一定的PWM波。通过调整PWM波宽度控制三相逆变器3中六个功率管的开关时间，R2132S芯片可同时控制六个大功率管的导通和关断顺序，从而达到控制电机转速和正反转的目的，实现对无刷直流电机的控制。电流由单电流霍尔传感器在LF2407A的控制下传达三相电流信号并由LF2407A自带的A/D进行采样，由LF2407A根据电流采样值来调整PWM波的占空t匕，从而改变相电流幅值。系统选用TMS320LF2407A的TOPINTA管脚作为系统保护信号的输入端，一旦系统出现故障时，roPINTA引脚电平变低，所有PWM输出引脚均设置为高阻状态，此时一个中断将被生成。具体实施方式二:本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括键盘6和显示器7，键盘6的外部指令输出端与DSPl的外部指令输入端相连，DSPl的显示信号输出端与显示器7的显示信号输入端相连。键盘6连接DSPl的I/O端口。显示器7采用IXD液晶显示器来实现。人机界面接口采用键盘6和IXD液晶显示。具体实施方式三:本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括外扩存储单元8，DSPl的存储输入输出端与外扩存储单元8的存储输入输出端相连。具体实施方式四:本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括主电源9，主电源9为三相逆变器3供电。具体实施方式五:下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括电源转换电路10，电源转换电路10的电源信号输出端与DSPl的电源信号输入端相连。具体实施方式六:本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括JTAG接口电路11，JTAG接口电路11的JTAG测试信号输出端与DSPl的JTAG测试信号输入端相连。具体实施方式七:本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括通信接口电路12，通信接口电路12的输入输出端与DSPl的串口相连。本文档来自技高网...

【技术保护点】
无刷直流电机控制系统，其特征在于，它包括DSP(1)、功率驱动电路(2)、三相逆变器(3)、相电流检测电路(4)和位置传感器(5)，DSP(1)的PWM指令输出端与功率驱动电路(2)的输入端相连，功率驱动电路(2)的输出端与三相逆变器(3)的输入端相连，三相逆变器(3)的输出端与无刷直流电机的控制端相连；相电流检测电路(4)检测无刷直流电机的三相相电流，相电流检测电路(4)的相电流信号输出端与DSP(1)的相电流信号输入端相连；位置传感器(5)检测无刷直流电机的转子位置信号，位置传感器(5)的转子位置信号输出端与DSP(1)的转子位置信号输入端相连。

【技术特征摘要】
1.无刷直流电机控制系统，其特征在于，它包括DSP(l)、功率驱动电路(2)、三相逆变器(3)、相电流检测电路⑷和位置传感器(5)， DSP(I)的PWM指令输出端与功率驱动电路(2)的输入端相连，功率驱动电路(2)的输出端与三相逆变器(3)的输入端相连，三相逆变器(3)的输出端与无刷直流电机的控制端相连； 相电流检测电路⑷检测无刷直流电机的三相相电流，相电流检测电路⑷的相电流信号输出端与DSP(I)的相电流信号输入端相连； 位置传感器(5)检测无刷直流电机的转子位置信号，位置传感器(5)的转子位置信号输出端与DSP(I)的转子位置信号输入端相连。2.根据权利要求1所述无刷直流电机控制系统，其特征在于，它还包括键盘(6)和显示器(7)，键盘(6)的外部指令输出端与DSP(I)的外部指令输入端相连，DSP(I)的显示信号输出端与显示器(7)的显示信号输入端相连。3.根据权利要求2所述无刷直流电机控制系统，其特征在于，显示器(7)采用LCD液晶显示器来实现。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁红岩，孙桂芝，李满，
申请(专利权)人：黑龙江科技学院，
类型：实用新型
国别省市：