基于tms320f2812的無(wú)刷直流電機(jī)控制-在線瀏覽
2025-01-10 08:38本頁(yè)面
【正文】 理。 基于 TMS320F2812 的無(wú)刷直流電機(jī)控制 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。 圖 1 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 1 圖 2 電子換相器的工作原理圖 圖 2 給出了一個(gè)三相無(wú)刷直流電機(jī)電子換相原理圖。當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)行到 xu 平面的正半周（圖中虛線標(biāo)出的區(qū)間） ，則 H1 傳感器輸出 高 電平。由圖 可見， H H2 和 H3 輸出高電平的區(qū)間是互 有重疊 的 ，如果將 H H2和 H3 的輸出電平組合成一個(gè)向量 [H1 H2 H3]，則可以得到 6 種有效 組合： [001]、 [010]、[011]、 [100]、 [110]和 [101]，每種組合覆蓋整個(gè)圓周的 1/6（即 60176?？刂破鞲鶕?jù)這六個(gè)狀態(tài)組合來(lái)決定開關(guān)電路的哪一相被接通以維持電機(jī)的運(yùn)行，當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，就必須進(jìn)行相位的切換。注意 ANC 電流從 A→ C，而 CAN 電流從 C→ A，作為 直流電機(jī)，繞組電流相反意味著受力是相反的，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果電機(jī)正轉(zhuǎn)，則下一個(gè)組合狀態(tài)為 [101]，故應(yīng)將通電繞組切換為 ANC；同理 ， 如果電機(jī)反轉(zhuǎn)，則 下一個(gè)組合狀態(tài)為 [101]，故通電繞組應(yīng)該切換為 CNB， 以次類推。 表 2 給出了電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的情況。在無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)部空間間隔 120176。例如，當(dāng) [H1 H2 H3]被讀取的當(dāng)前狀態(tài)為 101 時(shí) ，在正轉(zhuǎn)的情況下，應(yīng)該選擇下一個(gè)導(dǎo)通相 為 BNC。 圖 3 中三相全橋主電路采用 3 片 IR 公司的 MOSFET 器件 TRF7317 來(lái)構(gòu)成，TRF7317 內(nèi)部有兩個(gè) MOSFET 的開關(guān)， 一個(gè) NMOS 和一個(gè) PMOS，其中 NMOS 用于構(gòu)成橋臂的下管，而 PMOS 則用于構(gòu)成橋臂的上管，由于是 12V 的電機(jī)控制系統(tǒng)，這種配置使得驅(qū)動(dòng)電路比較簡(jiǎn)單。 MOSFET 的開關(guān)控制通過(guò) DSP 的 EVA 單元的輸出PWM1PWM6 來(lái)實(shí)現(xiàn) ， 圖 3 中給出了 PWM1 和 PWM2 同時(shí)發(fā)出高電平脈沖導(dǎo)致經(jīng)過(guò)幾級(jí)邏輯轉(zhuǎn)換變成互相反相的控制脈沖 V1 和 V2，由于 V1 控制 NMOS，而 V2 控制 PMOS，故兩管都會(huì)導(dǎo)通引起直通短路。 信號(hào)實(shí)現(xiàn) 電機(jī) 調(diào)速的原理 無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是通過(guò)控制施加到三相繞組上的直流電壓的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的變化，就需要通過(guò)三相全橋開關(guān)電路產(chǎn)生可變的直流電壓，這將通過(guò)脈寬調(diào)制原理（ PWM）來(lái)實(shí)現(xiàn)。將 PWM 脈沖信號(hào)施加到三相全橋電路，其輸出 電壓作用于一個(gè)慣性設(shè)備（如一個(gè) LC 濾波器或者電機(jī)等），則控制作用只取決于平均電壓的大小（慣性設(shè)備類似于一個(gè)低通濾波器），而此平均電壓正是由 PWM 信號(hào)的占空比來(lái)控制的。 在直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制中，兩個(gè)功率器件 （ 上級(jí)和下級(jí) ） 被串聯(lián)放在一個(gè)功率轉(zhuǎn)換支路中，為了避免擊穿失效，兩個(gè)器件的打開周期必須不能重疊，這樣就經(jīng)常需要一對(duì)非重疊的 PWM 輸出來(lái)正確地開關(guān)這兩個(gè)器件。這個(gè)所需的 延遲 時(shí)間由功率三極管的開關(guān)特性和特定應(yīng)用 中 的負(fù)載特性來(lái)決定 的 。 實(shí)現(xiàn)了 無(wú)刷直流電機(jī)的閉環(huán)PID 控制， 主程序流程圖如圖 4 所示。轉(zhuǎn)向控制則通過(guò)更換相序表來(lái)實(shí)現(xiàn)。 5 （ 2） 配置 GPIOA 的多路轉(zhuǎn)換器寄存器 GPAMUX，使 PWM1~PWM6 作為 PWM控制引腳， CAP1~CAP3 作為捕獲單元輸入引腳。 （ 4） 配置 CAP1~CAP3 的捕獲中斷為上下沿跳變觸發(fā)方式。 （ 6） 主程序進(jìn)入等待狀態(tài)。 流程圖如圖 5 所 示： 圖 5 換相及轉(zhuǎn)向控制流程圖 轉(zhuǎn)速測(cè)量 6 轉(zhuǎn)速的 測(cè)量可以通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)的定時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)換相控 制的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。流程圖如下圖 6 示： 圖 6 轉(zhuǎn)速測(cè)量程序流程圖 鍵盤控制與 液晶顯示 圖 7 鍵盤程序流程圖 鍵盤則用于設(shè)定給定轉(zhuǎn)速。 液晶顯示 主要分為兩部分： 說(shuō)明文 字的顯示及 參數(shù) 值的顯示。 然后調(diào)用 相關(guān)函數(shù)即可將其顯示出來(lái) 。 由于在調(diào)試中會(huì)頻繁出現(xiàn)短路情況，故采用帶輸出限流保護(hù)的電源，以限制短路時(shí)過(guò)流引起 MOSFET 損壞的問(wèn)題。 8 本系統(tǒng)采用 CCS 編程，利用 PWM 信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速， 開關(guān)主電路 同一相上下橋臂 PWM 波形 如圖 9 所示。 解決辦法：增大初始占空比，但不能過(guò)大，否則會(huì)導(dǎo)致過(guò)流。 （ 3） 實(shí)時(shí)檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)速 精度 不夠 ， 只顯示到 了 百位。 附 ： 源程序代碼 include // DSP281x Headerfile Include File include // DSP281x Examples Include File interrupt void CAPINT_ISR(void)。 void InitEv(void)。 Uint16 hall_status=0x0000。
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