做座基于控制专用单片机的无刷直流电机控制器
基于控制专用单片机的无刷直流电机控制器
1 概述[1,2] 无位置传感器无刷直流电动机控制器采用的位置检测方法是反电势3次谐波检测法,其输入 到控制器的有2路信号,1路为A相反电势过零信号,1路为转子磁通3次谐波的过零信号,利 用这2路信号控制永磁同步电机运行于自同步工作状态。所以这一控制系统有别于传统在薄条材的反 电势基波法(也叫端电压法)采用3路反电势过零点信号的控制系统。 由于3次谐波检测法相当灵敏,而且在信号处理中无需经过衰减率极大的低通滤波器,使得3次谐波检测在较低的转速下就可以正确检测出转子的位置。由于3次谐波信号的处理可以采 用在整个频率范围内都保持稳定的90°积分器电路,所以检测精度高,这带来的直接效果就 是电机的运行效率高,输出转矩大,因此,本文研究一种适合于3次谐波检测法的控制器。2 控制器的各组成电路[1~4] 无刷直流电机控制器的任务是完成位置闭环、转速闭环控制以及起动控制。位置闭环是为了 使电一定会用实验机检测装备对此进行具体的检测机运行于自同步状态,转速闭环则是为了调速。由于3次谐波检测法同样也无法检测零 速下电机转子的位置,所以同样也需要比较复杂的起动控制。2.1 位置闭环的实现 在本控制器中采用中断方式完成位置闭环,在控制器的控制程序中预先编制三相6拍对应的 三相同步信号序列,3次谐波每一次跳变引发1次中断,控制器输出下一个同步信号序列。A 相反电势每一次上跳沿引发1次中断,使控制器指向第一个同步信号序列。 位置闭环的实现主要由译码电路、3次谐波沿脉冲生成电路。译码器电路是把微机输 出的三 相同步信号译码成逆变6个功率器件的导通信号,其功能与传统端电压法采用的译码器功能 一样。本文所研究的控制器是采用GAL16V8可编程逻辑器件来完成的。 无刷机运行状态时,3次谐波位置信号每一次跳变对应着一个换相时刻4、“新材料保障水平提升工程”的提出背景和进程是甚么?,而能引起微机产生1 次外部中断的只能是外部信号发生1次上跳沿,所以这就需要1个沿脉冲生成电路,控制系统能自动的跟随谐振频率把输入的 3次谐波信号上跳沿和下跳沿都转化成具有上跳沿的窄脉宽。使用2个上升沿单稳触发器可能完成这样的功能。沿脉冲生成电路如图1所示,其中脉冲的宽度由单稳触发器的RC延时络决定。这个脉宽要求不能大于最高转速时3次谐波位置信号的脉宽,否则在最大转速时每一 个周期将会漏掉1次换相时刻,这将会使电机运行于一种不稳定的状态。 ![endif] ![endif] 2.2 转速闭环的实现 转速闭环的实现包括转速的测定、控制量的设定及PWM波占空比的调节。 因为3次谐波位置信号频率与电机的转速成正比,对于P=2的电机,转子每旋转1圈,3次 谐波 信号发生12次跳变。所以转速的测定可能通过测定3次谐波信号。由于3次谐波频率比较低 ,采用测频法测转速,若想在较短的时间内测出电机的转速,那么测得的转速误差太大。所以本控制器采用测周法。
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