高可靠性無刷直流電機驅(qū)動器研究.pdf

1、無刷直流電機(BLDCM)具有輸出力矩大、控制精度高、動態(tài)性能好等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于航空航天、家電儀器、伺服控制等領(lǐng)域。隨著高性能的數(shù)字集成電路、新的電力電子器件和先進(jìn)的控制理論的應(yīng)用,無刷直流電機顯示出強大的生命力。因此,研究高可靠性無刷直流電機驅(qū)動器具有一定的理論價值和經(jīng)濟效益。
　　 本文主要研究并實現(xiàn)無刷直流電機驅(qū)動器,整個驅(qū)動器由控制模塊、驅(qū)動及其保護模塊、電源模塊、檢測模塊、通信模塊、保護模塊組成?？刂撇呗圆捎盟俣取?/p>

2、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu),速度環(huán)使轉(zhuǎn)速迅速跟隨給定電壓的變化,減少穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速誤差,電流環(huán)使電流對速度環(huán)的輸出量做出快速反應(yīng),加快動態(tài)過程。驅(qū)動器利用STM32內(nèi)部多個定時器硬件級聯(lián)和特有的預(yù)裝載寄存器,使換相過程變?yōu)橄仁鼓茌敵龊箜憫?yīng)中斷,并且PWM波是同步輸出,采用先驅(qū)動后中斷的驅(qū)動方式提高驅(qū)動效率。
　　 設(shè)計中從硬件和軟件方面對可靠性進(jìn)行了特殊考慮。硬件對各模塊進(jìn)行嚴(yán)格隔離去耦和抗干擾設(shè)計,去除電源干擾、機械振動、電氣接觸不良等

3、因素對驅(qū)動器安全的影響。此外,在控制器與驅(qū)動芯片中加入CPLD檢測故障,使整個故障保護過程延時極短,提高驅(qū)動器的可靠性,保證控制器、驅(qū)動模塊和電機的安全。軟件可靠性主要采取以下措施:在CPLD中增加防共態(tài)導(dǎo)通邏輯,避免IPM模塊任意一相上下橋臂的IGBT同時導(dǎo)通;在捕獲中斷子程序中增加糾錯程序,防止人為或者抖動造成的換相錯亂;利用軟件實現(xiàn)電流采樣的中值濾波,提高電流采樣的準(zhǔn)確性。
　　 實驗結(jié)果表明驅(qū)動器的軟硬件設(shè)計合理,穩(wěn)定性