基于TMS320LF2407A的無(wú)刷直流控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文來(lái)源于山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“變頻器供電時(shí)永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的減小及優(yōu)化設(shè)計(jì)”。永磁無(wú)刷直流電機(jī)(Brushless DC Motor)是伴隨著高性能永磁材料、電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它具有運(yùn)行效率高、適應(yīng)能力強(qiáng)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速平滑范圍廣、重量輕和體積小等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、家用電器、辦公自動(dòng)化和交通運(yùn)輸?shù)玫搅藦V泛的應(yīng)用。
　　本文在以TI公司生產(chǎn)的TMS320

2、LF2407A數(shù)字信號(hào)處理器為控制器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以一臺(tái)額定電壓12V，額定功率120W、4相7對(duì)極的永磁無(wú)刷直流電機(jī)(BLDCM)為控制對(duì)象，設(shè)計(jì)了一套利用霍爾位置傳感器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)證明控制系統(tǒng)控制效果良好，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　論文主要包括四部分內(nèi)容:
　　1、硬件電路設(shè)計(jì):以TI公司生產(chǎn)的DSP TMS320LF2407為控制核心器件，設(shè)計(jì)永磁無(wú)刷直

3、流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路，其中硬件電路主要由主回路和驅(qū)動(dòng)控制電路組成。主回路主要由直流側(cè)電容、濾波、平波電抗器、限流電路以及換向電路組成;控制回路主要由DSP控制電路、通訊電路、模擬量和數(shù)字量輸入輸出電路、位置信號(hào)檢測(cè)電路、光耦隔離電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、電流采樣電路以及保護(hù)電路組成。
　　2、軟件程序設(shè)計(jì):利用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編寫(xiě)控制程序;程序主要由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)捕獲中斷子程序、電流A/D轉(zhuǎn)換子程序、電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)子程序、系統(tǒng)功率保

4、護(hù)中斷子程序組成。
　　3、實(shí)驗(yàn)調(diào)試:在CCS環(huán)境里面對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，然后硬件和軟件聯(lián)合調(diào)試，通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)不斷地完善電機(jī)的控制系統(tǒng)。
　　4、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小的研究:本文采用兩種方式減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng);首先從電機(jī)本體出發(fā)，運(yùn)用遺傳算法，在Visual Basic6.0環(huán)境中，編寫(xiě)了適用于永磁無(wú)刷直流電機(jī)減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序;并對(duì)優(yōu)化前后永磁無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。然后，選取最適宜本文的脈寬調(diào)制技術(shù)，通過(guò)改變占空比來(lái)比