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无位置传感器无刷直流电动机的控制(2)
原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1
本文章共2720字，分2页，当前第2页，快速翻页：
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转子位置检测和电流检测电路
转子位置检测采用反电动势检测的无传感器控制，为了计算中性点电压VN，必须知道三个绕组端对地电压(电位)，这可由TMS320LF2407内的ADC来实现，电流检测采用分流电阻来实现。分流电阻安装在功率驱动桥的下端，与功放板地线之间，选定的阻值具有功放板达到允许的最大电流时，激活过流保护功能，这些信号在模数转换之前都要通过放大电路放大一定的倍数，以覆盖整个模数转换范围。
三、程序框图
现给出ADC中断子程序框图(如图2所示)和更新比较值或换相子程序框图(如图3所示)。
图2 ADC中断子程序框图
图3 更新比较值或换相子程序框图
四、系统软件编程的关键
1. 反电动势的计算
每50μs对三个绕组的端电压采样一次，通过ADC转换成数字量，据据式(1)求得中性点电压VN。因为DSP的乘法运算比 除法运算快得多，在计算中性点电压是不除以3，而是保留3倍的中性点电压值，在用式(2)计算感应电动势时，使用3倍的端电压与3倍的中性点电压值相减，从而得到3倍的感应电动势值。因为对感应电动势的大小不感兴趣，而只对感应电动势的符号变化感兴趣，所以直接用3倍的感应电动势值来判断符号的变化，而省去除法运算，缩短运算时间，进一步提高实时处理能力。
2. 电动机的启动
无位置传感器无刷直流电动机在静止或低速时，反电动势为零或很小，很难通过反电动势来检测转子的位置。因此，无位置传感器无刷直流电动机存在启动问题。在本系统中采用磁定位的方法启动无位置传感器无刷直流电动机。启动时，对任意两相通电，使其转到与定子磁场一致的位置。通过一个延时来等待电动机轴停止振荡。在磁定位期间，不对速度进行调节，不对延迟时间进行估算，其他操作与正常时一样。
3. 换相时刻的定位
过零点与换相点间隔300，这就是说在测得过零点后，还要延迟一时间才能换相。在程序中，延迟时间是采用以下方法估算的：测得转子刚转过一转所用的时间，将这个时间除以12就可以得到转过300所用的平均时间，用这个平均时间作为一转的6个过零点与相应的换相点之间的延迟时间。由于速度可以表示为dφ/dt，所以这实际上，也同时得到了电动机的平均转速。
4. 换相干扰的滤除
换相的瞬间会产生很强的电磁干扰， 这时检测电压容易产生较大的误差，又因为换相后感应电动势不会立即进入过零点，所以在换相后加一个延时，经延时后再进行电压的检测。
五、结语
本文提出基于TMS320LF2407A的无位置传感器无刷直流电动机控制的设计方案，充分利用了DSP的高速运算能力和丰富的片内外设资源，保证了控制的实时性，有效地简化了硬件设计，使系统的结构更加简洁、紧凑，具有低成本、低功耗特点，特别适合在家用电器产品中应用。同时，也可推广到其它工业应用领域，如机床、机器人和电梯驱动等。
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