isg永磁同步電機數(shù)字控制系統(tǒng)設計
查競舟，全力，尉軍軍，胡海斌，逢棟
（江蘇大學，江蘇鎮(zhèn)江212013）
摘要：首先簡單介紹了isc系統(tǒng)原理，然后介紹了以twis320f2812dsp為核心控制器和智能功率模塊的硬件系統(tǒng)，同時給了主程序和相關子程序流程同。最后，在理論研究的基礎上完成了車用永磁同步電機起動實驗臺的設計和調試，對樣機做r起動實驗并驗證了實驗結果與仿真結果的一致陸。
關鍵詞；tms320f2812dsp;智能功率模塊；永碰同步電機
中圖分類號：tm341 文獻標識碼：a 文章編號：1004-7018(2010) 07-0054-03
o引言
近年來，隨著電力電子技術、微電子技術、新型電機控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁同步電動機得到迅速的推廣應用。目前已經(jīng)廣泛應用于航空相汽車上的起動／發(fā)電一體化系統(tǒng)中。本文介紹了isc系統(tǒng)的原理，然后采用tms320f2,812dsp作為核心處理器的控制器和智能功率模塊rl來設計永磁同步電機的數(shù)字控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件電路結構簡單，易于實現(xiàn)，并且具有優(yōu)良的運算控制性能。同時由于dsp高速運算功能，使得該系統(tǒng)更加趨于智能化和多功能化。
1 isg原理
汽車上采用的起動機和發(fā)電機是兩個重要的分離電器裝置，它們在各自的位器上分別承擔起動和發(fā)電的任務。而起動／發(fā)電一體化是一種將起動和發(fā)電功能基于一體的電機，起動／發(fā)電一體化系統(tǒng)主其他電器組成。電機是系統(tǒng)的執(zhí)行機構。起動和發(fā)電機功能就是通過它來實現(xiàn)的。其原理就是讓發(fā)電機兼作起動電機用，從能量的轉換角度來看，電機將電能轉化為機械能，就是電動機運行，在起動和低速運行時，發(fā)動機工作效率很低，此時需要借助電動機來輔助驅動，這樣可以降低油耗，減少二氧化碳的排放量，當汽車達到某一速度后，電機將機械能轉化為電能，就是發(fā)電機運行。發(fā)動機怠速或汽車剎車時回收制動機械能，電機作力發(fā)電狀態(tài)向蓄電池充電；當汽車加速或過載時，電動機與發(fā)動機協(xié)調工作，補充發(fā)動機動力的不足。任何一臺電機都可以在這兩種狀態(tài)之間轉換，即電機的可逆性原理。
本文給出了一種isg永磁同步電機的數(shù)字控制系統(tǒng)：目前針對該系統(tǒng)可供選擇的電機主要有永磁同步電機、開關磁阻電機、無刷直流電機等等：
2數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件結構
系統(tǒng)硬件平臺的控制板是以tms320f2812芯片為核心，實現(xiàn)永磁電機控制系統(tǒng)的開環(huán)、半閉環(huán)和全閉環(huán)的高精度控制。系統(tǒng)硬件主要包括永磁同步電機、主回路、系統(tǒng)控制回路。如圖1所示。
由圖1可知，主回路部分主要包括整流環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)、逆變器。系統(tǒng)控制回路包括dsp、驅動電路、檢測電路、保護電路等。
tm5320f2812通過電流檢測單元獲得所需要的電流信號，從位置檢測器獲得所需要的轉子位置信號，再通過與上位機通信獲得給定的位置、轉速和運行方式，經(jīng)過一系列的變換比較和運算，獲得所需 的pwm信號，pwm信號經(jīng)過光耦隔離后，由ipm模塊控制pmsm。
2 1電流檢測單元
電流采樣時采用萊姆公司的lts6 -np電流傳感器。信號處理電路由信號的放大和電壓偏置電路組成。因為該系統(tǒng)dsp中a/d模塊的參考電壓設定為0~3.3 v，而采樣信號為近似正弦的交流信號，故需把采樣信號變換到-1.6 v—+1.6 v之間，然后再偏置到o～3.3 v之間。tms320f2812的l2位模數(shù)轉換帶內置的采樣保持器，2個8通道的輸人多路轉換器。由于采樣系統(tǒng)的輸出的范圍是o~33v，adc模擬輸入?yún)⒖茧妷旱牡碗妷狠斎攵私拥兀唠妷狠斎攵私?,3 v，轉換分辨率為3.3/1 024 v。
2.2位置與速度檢測電路
該系統(tǒng)電動機轉子速度的檢測電路采用增量式光電碼盤檢測器，其輸出可以用來檢測轉子的速度。光電碼盤檢測器精度高，輸出信號比較平滑，不需濾波，幅值也不受電動機轉速的影響。當電動機運轉時，光電碼盤隨之同軸旋轉，并發(fā)出a、b兩組脈沖和一組同步脈沖c信號。a、b兩組脈沖信號的頻率相同，頻率的快慢和電動機轉速成正比：可以根據(jù)兩脈沖的前沿到達時刻不同，用來判斷電動機的正反轉方向。若電動機正轉 |
