基于dsp的无刷直流电动机换向调速系统

无刷直流电动机的机械特性、调节特性与他励直流电动机的特性类似。通过改变电机定子电压的大小，使电机获得不同的转速，因此在控制电机转速时，通过改变定子电压来克服负载或电网扰动带来的转速下降由于无刷直流电机启动电流是额定电流的几倍到十几倍，因此为了防止电机运行中过电流对电机的不良损耗，采用了电流闭环控制。无刷直流电机速度控制系统采用了类似于他励直流电机双闭环调压调速控制方式，基于无刷直流电机的结构特点，通过PWM调制电枢端电压来实现速度控制、电流控制环节均采用PID控制算法。双闭环无刷直流电机调速系统结构框图如图1所示。

图1

双闭环无刷直流电动机调速系统结构图

换向功率驱动电路设计：

换向功率驱动电路作用是在电机旋转中控制定子电流的导通相及电流方向，使其产生的磁场方向与转子永磁体磁场方向正交，已获得最大转矩。由于电机转子不断旋转，定子电流实时换向换流，根据给定转速调节定子电压大小，同时还要通过检测电路获取转子磁极位置和定子电流大小，以保证电机准确、安全运转。可见换向功率驱动电路包括三相逆变器主电路、PWM驱动电路、PWM驱动信号隔离电路、位置检测电路、定子电流检测电路和系统保护电路，系统电路示意图如图2所示。

图2

无刷直流电动机换向驱动系统电路结构示意图

系统所用设备有：F28335数字信号处理器、带有反并联续流二极管的MOSFET功率管构成的二电平逆变器、IR2136三相桥式MOSFET驱动器、HCPL-0631两路快速光耦、霍尔位置检测传感器。

系统控制程序图：

（a）主程序

（b）转子位置检测中断子程序

（c）EPWM周期中断子程序

涉及到课程中的模块有：A/D转换、ECAP、EPWM、GPIO。