基于DSP+CPLD的開關磁阻電機的控制器設計.pdf

1、開關磁阻電機調速是繼直流調速、交流調速后發(fā)展起來的一種新型的調速系統(tǒng),由開關磁阻電機及控制器兩部分組成。電機為定轉子雙凸極結構,轉子上無繞組及永磁體,定子上有集中繞組,電機結構簡單可靠?？刂破髦饕汕度胧轿⑻幚砥鳌⒖删幊踢壿嬈骷?、外圍接口電路、驅動電路及控制軟件組成。該調速系統(tǒng)具有高效節(jié)能、調速范圍寬、起動電流小,起動轉矩大、可頻繁起停及正反轉切換、高轉矩/慣量比及可四象限運行等優(yōu)點,能夠為變速驅動提供一個好的解決方案。
　　

2、本文在分析開關磁阻電機工作原理及其控制技術的基礎上,設計了一套開關磁阻電機控制器,該控制器能夠滿足大部分通用調速場合性能的要求,而且成本低,便于推廣應用。該控制器的硬件采用DSP+CPD的設計思路,DSP采用TI公司生產的電機控制專用芯片TMS320LF2407,邏輯電路采用可編程邏輯器件采用ALTERA新一代MAX II CPLD EPM240,設計了斬波電路、位置信號電路、DSP電路、CPLD電路、顯示電路、串行通訊電路、模擬量及開

3、關量輸入輸出電路等硬件電路。控制器的軟件設計采用C語言與匯編語言相結合的方法,可滿足程序的實時性與可維護性要求。本文給出了總體程序的設計方案,并對轉速計算、角度控制、位置信號處理等程序進行了詳細的分析與設計。
　　 本文針對一些關鍵的技術問題,提出了自己的設計方案,①雙幅電流斬波的軟硬件設計,相比單幅定時限斬波控制降低了電機低速運行時IGBT的開關損耗,可以根據(jù)控制策略的需要,靈活的設置上下限幅值的電流回差,可以提高電流平滑度,

4、減小轉矩脈動;②角度控制的軟件實現(xiàn)、可以實現(xiàn)角度和電流的同時調節(jié),相比電流達到最大值后再逐步調角度的方法,前者的同時調節(jié)提高了電機的動態(tài)響應;③位置信號的軟件抗干擾設計、有效解決了干擾脈沖對控制造成的影響;④如何根據(jù)位置脈沖實時準確的計算轉速以提高動態(tài)響應性能等。
　　 本文根據(jù)設計方案,進行了電路圖及電路板的設計,并編寫了相應的控制軟件。配以相應的外圍器件,包括電流傳感器、硅橋、電容、IGBT及驅動電路等,制作出了開關磁阻電機