基于控制專用單片機(jī)的無刷直流電機(jī)控制器

　　2.3 起動控制的實(shí)現(xiàn)

　　在基于3次諧波檢測法控制系統(tǒng)中，同樣也可以采用端電壓法控制系統(tǒng)所采用的3段式起動方 法，即整個起動過程分為轉(zhuǎn)子定位、加速和切換3個階段。對于3次諧波檢測法端電壓法，其檢測的靈敏度大大提高。3次諧波檢測法的高靈敏度使得電機(jī)的起動無須像端電壓法那 樣復(fù)雜，電機(jī)一開始只輸入輸出一個定位信號進(jìn)行轉(zhuǎn)子定位，然后輸出下一個信號序列，使定子磁場向前跳進(jìn)60°，這時電機(jī)由定位位置轉(zhuǎn)到下一個位置的過程中，3次諧波信號已經(jīng)有效，并向微機(jī)發(fā)出1次換相中斷，使得電樞磁場再向前跳進(jìn)60°，轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下向前旋轉(zhuǎn)，到達(dá)換相位置時，由3次諧波檢測出的轉(zhuǎn)子位置信號向微機(jī)發(fā)出1次換相中斷，使電樞又向前跳進(jìn)，如此循環(huán)，可能使電機(jī)逐漸運(yùn)行至穩(wěn)定狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)證明，這種簡化的起動方法完全可行。?

　　3 控制系統(tǒng)原理圖［4］

　　由于80C196KB強(qiáng)大的功能，使得以往必須采用外圍擴(kuò)展硬件電路完成的功能，比如相位差檢 測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)向控制電路、PWM波生成電路等，現(xiàn)在都可以利用80C196KB本身所 帶的硬件設(shè)備或控制軟件來完成，使CPU外圍電路大大簡化，減少元器件相互之間的電磁干 擾，可靠性也大大提高。根據(jù)以上所分析的各功能實(shí)現(xiàn)電路以及實(shí)現(xiàn)辦法，可以構(gòu)出如圖2 所示的控制系統(tǒng)原理圖。

　　在本系統(tǒng)中，80C196KB的P3、P4口用于作系統(tǒng)總線，P2口用于作為特殊功能口，P1口作為IO 口，P0口用于作A/D轉(zhuǎn)換以及輸入口。

　　4 控制軟件的實(shí)現(xiàn)

　　主程序主要任務(wù)是初始化各變量及標(biāo)志的值，設(shè)置CPU各設(shè)備的控制字，初始化各端 口狀態(tài)及開啟相應(yīng)的中斷，并調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。其流程如圖3所示。

　　HSI FIFO保持寄存器有效中斷主要任務(wù)有兩個，一個是在同步機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時，檢測 同步信號 與位置信號的相位差，當(dāng)相位差滿足規(guī)定的條件后，負(fù)責(zé)切換成無刷機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。另一個任 務(wù)是在切換成無刷機(jī)運(yùn)行狀態(tài)后，還承擔(dān)測周法檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速的任務(wù)。

　　5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　本文對250W的樣機(jī)進(jìn)行了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋控制實(shí)驗(yàn)，圖4是電機(jī)轉(zhuǎn)速給定量分別為1 500r/min和 2500 r/min時，負(fù)載從空載至額定負(fù)載變化時的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)可以 可靠地工 作。電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差小于32r/min，產(chǎn)生這一誤差的主要原因是由于PWM發(fā)生器占空比分 辨率只有8位。本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，如果用于壓縮機(jī)電機(jī)等場合，其性能已滿足要求

參考文獻(xiàn):

[1].GAL16V8datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/GAL16V8_345888.html.
[2].80C196KBdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/80C196KB_74.html.