異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)研究
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1．2 各模塊電路設(shè)計(jì)
1．2．1 主電路
主電路為典型三相交-直-交電壓源型逆變電路，通過三相不控整流電路向逆變器和開關(guān)電源供電。采用智能功率模塊(IPM)作為逆變器的主開關(guān)器件，其外圍元件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可靠性高。同時(shí)配備全面的保護(hù)措施，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
(1)逆變電路。
開發(fā)平臺(tái)逆變電路為典型三相交-直-交電壓源型逆變電路，采用三菱公司智能功率模塊(IPM)PM50RL1A120，其耐壓1200 V，額定電流50 A，內(nèi)部整合了6路高速、低功耗IGBT組成的三相全控橋和一路用于制動(dòng)的IGBT，以及過電壓、過電流和過熱等故障檢測(cè)和保護(hù)電路，并將檢測(cè)信號(hào)送到DSP進(jìn)行中斷處理。控制器輸出的信號(hào)均經(jīng)過光耦隔離電路進(jìn)入IPM，有效地抑制了系統(tǒng)干擾。
(2)電壓、電流檢測(cè)電路。
在逆變電路的直流側(cè)和輸出的交流側(cè)設(shè)計(jì)了電壓、電流檢測(cè)電路，通過霍爾電壓、電流傳感器獲得電壓、電流信號(hào)，經(jīng)隔離放大后送過DSP的ADC模塊，進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生過流、過壓時(shí)，電路可以迅速將低電平信號(hào)發(fā)送到DSP的PDPINT保護(hù)引腳，封鎖PWM脈沖輸出，避免系統(tǒng)發(fā)生故障。
1．2．2 控制電路
控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)主要用來完成各種復(fù)雜的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制算法，加速電機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。DSP與外圍電路的聯(lián)系，可以完全通過CPLD控制，DSP和CPLD采用總線方式進(jìn)行通信。CPLD作為系統(tǒng)DSP芯片的擴(kuò)展，可以完成眾多邏輯控制以及I／O擴(kuò)展任務(wù)。CPLD可以設(shè)置成具有地址譯碼器功能，依據(jù)DSP輸出的地址信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行譯碼，通過地址總線輸入CPID，選通外圍電路達(dá)到對(duì)其進(jìn)行控制，并且可以實(shí)現(xiàn)SRAM以及LED、IED讀寫信號(hào)的控制。
TMS320F2812是TI公司最新推出的是32位定點(diǎn)DSP控制器，采用改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu)，具有高速數(shù)據(jù)處理能力。其片內(nèi)集成有豐富的運(yùn)動(dòng)控制專用外設(shè)：PWM產(chǎn)生電路、SVPWM狀態(tài)機(jī)、可編程死區(qū)、比較／捕獲單元等。其他功能外設(shè)：A／D轉(zhuǎn)換單元、SCI、SPI、CAN控制器等，適合用在高精度伺服控制領(lǐng)域。
Altera公司的MAX IIZ系列EPM57OZM144C7N采用MBGA封裝，有144個(gè)引腳和116個(gè)用戶可用I／O口，典型等價(jià)宏單元440個(gè)，DSP電壓與該芯片匹配，同時(shí)提供了JTAG接口，可以進(jìn)行ISP編程，邏輯處理能力強(qiáng)大，外圍邏輯電路得以簡(jiǎn)化。
(1)電源模塊。
TMS320F2812采用雙電源供電，系統(tǒng)先給所有+3．3 V的I／O加電，再接通1．9 V的內(nèi)核電源。針對(duì)這樣的電源要求，選用TI公司提供的雙電源供電芯片TPS767D301給DSP供電，該芯片為雙路輸出，一路輸出恒定的3．3 V電壓，另一路輸出可調(diào)電壓，實(shí)現(xiàn)DSP供電時(shí)序要求。采用TPS3823S芯片實(shí)現(xiàn)電源監(jiān)控和手動(dòng)／自動(dòng)復(fù)位，監(jiān)控程序運(yùn)行，防止程序陷入死循環(huán)。TPS767D301電平輸出電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162164.htm
1OUT=(1+R1／R2)，2OUT=3．3 V。式中，VREF=1．183 4 V。選取適當(dāng)R1和R2的電阻值，就可得到可調(diào)電壓。
(2)存儲(chǔ)器模塊。
在系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)上完成各種控制策略以及各種算法的數(shù)據(jù)處理中，會(huì)產(chǎn)生很多臨時(shí)數(shù)據(jù)，如果僅由DSP片內(nèi)RAM承擔(dān)，會(huì)加重DSP的負(fù)擔(dān)，使得系統(tǒng)控制精度降低，限制系統(tǒng)的完整運(yùn)行。為滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要，擴(kuò)展一片型號(hào)為IS61LV516的SARAM，通過CPLD地址譯碼產(chǎn)生的片選信號(hào)，可以指定其作為程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
評(píng)論