基于DSP+CPLD的開關(guān)磁阻電機的控制器設(shè)計.pdf

1、開關(guān)磁阻電機調(diào)速是繼直流調(diào)速、交流調(diào)速后發(fā)展起來的一種新型的調(diào)速系統(tǒng),由開關(guān)磁阻電機及控制器兩部分組成。電機為定轉(zhuǎn)子雙凸極結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子上無繞組及永磁體,定子上有集中繞組,電機結(jié)構(gòu)簡單可靠?？刂破髦饕汕度胧轿⑻幚砥鳌⒖删幊踢壿嬈骷?、外圍接口電路、驅(qū)動電路及控制軟件組成。該調(diào)速系統(tǒng)具有高效節(jié)能、調(diào)速范圍寬、起動電流小,起動轉(zhuǎn)矩大、可頻繁起停及正反轉(zhuǎn)切換、高轉(zhuǎn)矩/慣量比及可四象限運行等優(yōu)點,能夠為變速驅(qū)動提供一個好的解決方案。
　　

2、本文在分析開關(guān)磁阻電機工作原理及其控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一套開關(guān)磁阻電機控制器,該控制器能夠滿足大部分通用調(diào)速場合性能的要求,而且成本低,便于推廣應(yīng)用。該控制器的硬件采用DSP+CPD的設(shè)計思路,DSP采用TI公司生產(chǎn)的電機控制專用芯片TMS320LF2407,邏輯電路采用可編程邏輯器件采用ALTERA新一代MAX II CPLD EPM240,設(shè)計了斬波電路、位置信號電路、DSP電路、CPLD電路、顯示電路、串行通訊電路、模擬量及開

3、關(guān)量輸入輸出電路等硬件電路?？刂破鞯能浖O(shè)計采用C語言與匯編語言相結(jié)合的方法,可滿足程序的實時性與可維護性要求。本文給出了總體程序的設(shè)計方案,并對轉(zhuǎn)速計算、角度控制、位置信號處理等程序進行了詳細的分析與設(shè)計。
　　 本文針對一些關(guān)鍵的技術(shù)問題,提出了自己的設(shè)計方案,①雙幅電流斬波的軟硬件設(shè)計,相比單幅定時限斬波控制降低了電機低速運行時IGBT的開關(guān)損耗,可以根據(jù)控制策略的需要,靈活的設(shè)置上下限幅值的電流回差,可以提高電流平滑度,

4、減小轉(zhuǎn)矩脈動;②角度控制的軟件實現(xiàn)、可以實現(xiàn)角度和電流的同時調(diào)節(jié),相比電流達到最大值后再逐步調(diào)角度的方法,前者的同時調(diào)節(jié)提高了電機的動態(tài)響應(yīng);③位置信號的軟件抗干擾設(shè)計、有效解決了干擾脈沖對控制造成的影響;④如何根據(jù)位置脈沖實時準確的計算轉(zhuǎn)速以提高動態(tài)響應(yīng)性能等。
　　 本文根據(jù)設(shè)計方案,進行了電路圖及電路板的設(shè)計,并編寫了相應(yīng)的控制軟件。配以相應(yīng)的外圍器件,包括電流傳感器、硅橋、電容、IGBT及驅(qū)動電路等,制作出了開關(guān)磁阻電機