洗碗機水泵驅動(dòng)設計

圖3：反電勢觀(guān)測儀框圖

反電勢觀(guān)測儀輸出兩部分：()和()。這兩個(gè)信號生成關(guān)于轉子位置的信息。轉換成轉子軸角度的轉子電氣位置，可以由來(lái)自擴展反電勢估算的兩個(gè)輸入的反正切函數決定。這種方法產(chǎn)生轉子角度未過(guò)濾值，沒(méi)有速度信息。

估算轉子位置和速度的另外一個(gè)廣泛使用的方法是眾所周知的角度追蹤觀(guān)測儀。通過(guò)采用角度追蹤觀(guān)測儀，位置估算的噪音可以被過(guò)濾掉。角度追蹤觀(guān)測儀算法的另外一個(gè)優(yōu)勢是：作為算法一部分，它還會(huì )估算出轉子速度。圖4描述了角度追蹤觀(guān)測儀的結構。

圖4：角度追蹤觀(guān)測儀框圖

控制算法實(shí)現

以反電勢觀(guān)測儀和角度追蹤觀(guān)測儀為基礎且帶有轉子位置和速度估算算法的矢量控制方法，目前已經(jīng)通過(guò)飛思卡爾的MC56F8006得以實(shí)現。

有三條控制環(huán)路控制速度、轉矩、磁鏈?？刂扑惴ㄔ趦?yōu)先的中斷服務(wù)程序中執行。內部控制環(huán)路最為關(guān)鍵(q軸電流和d軸電流)，每125μs執行一次。外部控制環(huán)路(速度)每1ms執行一次。內部控制環(huán)路不可中斷，這點(diǎn)可以通過(guò)為其分配適當的高中斷優(yōu)先級得以保證。這種方法簡(jiǎn)化了應用框架設計，允許中斷程序優(yōu)先級由處理器自動(dòng)管理。矢量控制算法處理以下模擬信號：

– 三個(gè)電機相電流(ia、ib、ic)。這些信號通過(guò)安裝在三個(gè)逆變電路底部的三個(gè)并聯(lián)電阻進(jìn)行測量。

– DC總線(xiàn)電壓。

在任何給定實(shí)例中，只測量三個(gè)相電流中的其中兩個(gè)，計算第三個(gè)。當接通相應的底部晶體管，可以在并聯(lián)電阻器上看見(jiàn)電流?？梢栽谄渲袦y量電流的窗口依賴(lài)生成的PWM控制信號占空比，因此需要在適當且精確的瞬間開(kāi)始ADC轉換流程。借助MC56F8006 DSC中特別設計的硬件，可以圓滿(mǎn)完成這一艱巨任務(wù)。PWM模塊生成的可配置同步脈沖，可以輸入到可編程時(shí)延塊(PDB)中。之后，同步脈沖由PDB模塊進(jìn)行處理，輸出直接觸發(fā)ADC模塊，實(shí)現對ADC測量的精確同步控制。這種同步機制由硬件進(jìn)行處理，沒(méi)有任何軟件干預。軟件只需要讀取ADC結果寄存器。這里描述的應用使用這一功能，每125μs轉換6個(gè)模擬信號。ADC模塊包含兩個(gè)獨立的12位ADC轉換器，在經(jīng)過(guò)配置后可以依次、同時(shí)或并行運行。要進(jìn)行相位電流取樣，使用同時(shí)運行模式同時(shí)在兩個(gè)相位上進(jìn)行ADC測量。這樣就實(shí)現了精確的瞬時(shí)測量，三個(gè)相位電流都可以從該測量中提取。

由于反電勢觀(guān)測儀不從零速度開(kāi)始運行，轉子通過(guò)驅動(dòng)電機達到已知狀態(tài)(相位)進(jìn)行校準，這樣我們就了解了初始轉子位置。然后使用開(kāi)環(huán)啟動(dòng)算法，將電機加速到反電勢觀(guān)測儀能夠提供精確反饋結果的速度。從開(kāi)環(huán)啟動(dòng)到閉環(huán)控制的切換平穩進(jìn)行。

洗碗機水泵解決方案的運行圖如圖5所示，基于飛思卡爾MC56F8006的逆變器如圖6所示。

圖5：運行洗碗機泵演示

圖6：采用飛思卡爾MC56F8006器件的三相逆變器