基于TMS320F2812無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計

3．1 轉(zhuǎn)子位置檢測電路
控制無刷直流電機時，DSP控制器根據(jù)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前轉(zhuǎn)動位置，發(fā)送相應(yīng)的控制字，通過改變PWM脈沖信號的占空比控制電機。無刷直流電機的轉(zhuǎn)子位置是由位置傳感器來檢測的。該系統(tǒng)設(shè)計采用了3個光電式位置傳感器(霍爾元件)，它們是利用光電效應(yīng)制成的，由跟隨電機轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的遮光板和固定不動的光源及光電管等部件組成。
隨著電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，光電管間歇接收從光源發(fā)出的光，不斷導(dǎo)通和截止，從而產(chǎn)生一系列“0”和“l(fā)”的信號。這些脈沖信號通過I／0端口傳輸給DSP，DSP讀取霍爾元件的狀態(tài)值，以確定轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置。再通過改變PWM信號的占空比控制驅(qū)動電路，改變IGBT的導(dǎo)通順序，實現(xiàn)電機的換相控制．并調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。電機驅(qū)動電路控制橋臂上的功率管導(dǎo)通順序為VQ1，VQ2→VQ2，VQ3→VQ3，VQ4→VQ4，VQ5→VQ5，VQ6→VQ6，VQ1(兩兩通電)。電機轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，H1，H2，H3將出現(xiàn)10l→100→110→010→011→00l的6種狀態(tài)，DSP對每一種狀態(tài)發(fā)送相應(yīng)的控制字。改變電機的通電相序，實現(xiàn)電機的連續(xù)運行。圖3給出電機驅(qū)動電路控制原理圖。

3．2 相電流檢測電路
電流反饋通道由霍爾元件、運算放大器和A／D轉(zhuǎn)換器組成。電流反饋采用變比為1：1 000的磁平衡式霍爾元件，該元件的輸出為電流信號，并且信號較弱，必須經(jīng)過精密電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過放大處理，得到電流的雙極性信號。因為DSP中A／D轉(zhuǎn)換單元的輸入范圍是0～3．3 V(單極性)，需要設(shè)計將雙極性信號變?yōu)閱螛O性的電路，再送到A／D轉(zhuǎn)換器。圖4給出電路原理圖。

3．3 驅(qū)動電路
電機控制器驅(qū)動電路采用IR2131(見圖5)。IR2131／IR2132是一種采用高壓、高速功率MOSFlET和IGBT的驅(qū)動器。IR2131可同時控制6個功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷。通過輸出端口H01，H02，H03分別控制三相全橋驅(qū)動電路中上半橋VQ1、VQ5、VQ5的導(dǎo)通和關(guān)斷，通過輸出端口L0l、L02、L03分別控制三相全橋驅(qū)動電路中下半橋VQ4、VQ6、VQ2的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而實現(xiàn)控制電機轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)。