基于dsPIC30F4012的冰箱制冷壓縮機控制器

摘要：基于dsPIC30F4012設計一種用于冰箱制冷壓縮機的無(wú)刷直流電機控制系統。其驅動(dòng)電機通過(guò)三段式升頻升壓法啟動(dòng)，當運行至滿(mǎn)足自同步速度時(shí)，單片機通過(guò)檢測電機的端電壓獲取轉子的換相點(diǎn)，并通過(guò)PID算法提高系統的控制魯棒性。經(jīng)測試，該系統具有良好的穩定性和可控性，既降低成本，又控制靈活，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電機(BLDC)；數字信號處理器(DSP)；脈沖寬度調制(PWM)；PID算法；dsPIC30F4012

1 引言
家用冰箱壓縮機的驅動(dòng)電機一般采用單相異步電動(dòng)機。為了提高冰箱的綜合性能，省電降噪，提高冰箱制冷系統的工作效率，需對壓縮機電機進(jìn)行調速控制。無(wú)刷直流電機BLDC(brushless DC motor)既具有交流電機結構簡(jiǎn)單，運行可靠，維護方便的優(yōu)點(diǎn)，又具有直流電機運行效率高和調速性能好的優(yōu)點(diǎn)，因此，這里采用dsPIC30F4012設計一種用于冰箱制冷壓縮機的無(wú)刷直流電機控制系統。

2 系統控制方案
該系統設計采用轉速、電流、位置三閉環(huán)控制方案，可獲得良好的控制性能，控制原理如圖1所示。

由于電機啟動(dòng)時(shí)反電勢為零或很小，采用三段式升頻升壓法使電機啟動(dòng)，這個(gè)過(guò)程主要由軟件實(shí)現，通過(guò)給被控電機提供頻率越來(lái)越高的驅動(dòng)信號，同時(shí)不斷提高驅動(dòng)信號的占空比，待電機達到一定速度時(shí)再轉向白同步運行方式。自同步運行時(shí)。單片機通過(guò)檢測反電勢過(guò)零點(diǎn)確定電機位置，再根據位置信號改寫(xiě)OVDCON(控制寄存器)值，逆變器采用pwm_on調制方式，即各個(gè)功率器件在導通的前60°進(jìn)行PWM調制，后60°保持恒通的兩兩導通方式。該導通方式繞組利用率高，電機出力最大，平穩性最好，且PWM調制方式控制簡(jiǎn)單，無(wú)控制死區，能有效抑制換向轉矩脈動(dòng)，顯著(zhù)提高電機的運行性能。