無(wú)刷直流電機控制器硬件設計和實(shí)現

3.2 PWM驅動(dòng)試驗

主控DSP輸出的PWM信號為控制系統中的關(guān)鍵控制信號之一，控制IPM中IGBT的導通和關(guān)斷，根據調壓調速的原理調節無(wú)刷電機轉速。 IPM上下橋臂IGBT采取互補模式工作，當上下橋臂IGBT的開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生翻轉時(shí)，為防止發(fā)生直通而導致短路，必須在PWM信號發(fā)生翻轉時(shí)設置死區時(shí)間;本文設定的死區時(shí)間為1μs，PWM死區時(shí)間測定波形如圖7所示。兩相上下橋臂IGBT開(kāi)關(guān)控制波形如圖8所示，采用中心對稱(chēng)模式的PWM控制，斬波頻率為15kHz時(shí)，電機繞組電壓通斷頻率為PWM斬波頻率的兩倍，即為30kHz，可有效減小無(wú)刷電機的轉矩脈動(dòng)。

由于功率逆變電路采用三相全橋逆變拓撲結構，為保證電機出力最大，功率逆變電路橋臂輸出的電壓應與對應的無(wú)刷直流電機繞組反電動(dòng)勢保持適當的相位關(guān)系。圖 9是對電機轉子位置信號值進(jìn)行軟件調整后、功率逆變電路輸出的A相電壓與無(wú)刷直流電機A相繞組的反電勢波形，兩者過(guò)零點(diǎn)對齊，逆變電路橋臂輸出的電壓波形接近正弦波，滿(mǎn)足采用PWM方式驅動(dòng)無(wú)刷直流電機的供電要求。

3.3 三相繞組電流測試

圖10為無(wú)刷電機正常運行過(guò)程中，上位機調試平臺觀(guān)測到的兩相繞組電流波形ia、ib(ic=-ia-ib為減少數據量，ic未進(jìn)行顯示)。為方便調試，DSP定時(shí)將需要觀(guān)察的變量上傳到上位機調試平臺，調試平臺把上傳的數據繪制成曲線(xiàn)。圖中縱坐標為信號幅值對應的A/D轉換值，橫坐標為上傳點(diǎn)數。試驗表明電流采樣電路能夠真實(shí)的反映電機繞組實(shí)際電流值，硬件設計合理。

4 結論

本文是基于雙TMS320F2812 DSP處理器為核心，進(jìn)行無(wú)刷直流電機控制器硬件設計，利用主控DSP進(jìn)行系統實(shí)時(shí)控制、利用監控DSP對系統狀態(tài)進(jìn)行全面監控，以提高系統運行可靠性。對核心硬件電路進(jìn)行試驗，結果表明控制器硬件電路設計能夠為軟件設計提供可靠的平臺。