基于浮点型dsp三相无刷直流电机控制系统设计

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1、2012年10月第5期(总第129期)机械管理开发MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT0ct．2012——基于浮点型DSP的三相无刷直流电机控制系统设计武云琳，马文斌(晋西工业集团，山西太原03~51)摘要：为了精确地对无刷直流电机进行控制，提出了一种基于TMS32OF28335的三相无刷直流电机控制系统方案重点研究了系统的硬件设计，对软件和算法也做了相应的介绍并绘制了相应的流程图。该系统结构简单，能有效地实现对电机的闭环控制，具有较高的应用价值。关键词：三相无刷直流电机；DSP；硬件设计；软件设计；控制算法中图分类号：TM305

2、文献标识码：A文章编号：1003-773X(2012)05—0061—030引言1TMS320F28335介绍无刷直流电机(BLDCM)是随着电机控制技术、电TMS320F28335型数字信号处理器是TI公司最新力电子技术和微电子技术的发展而出现的一种新型电的一款TMS320C28x系列浮点DSP控制器，抚150机。作为典型的数字随动控制系统的执行器，无刷直MHz的高速处理能力，具备32位浮点处理单元，6个流电机既具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方DMA通道支持ADC、McBSP和EMF，有多达18路的便等一系列特点，又具有直流电机的运行效率高、无励PWM

3、输出，其中6路为TI特有的更高精度的PWM输磁损耗以及调速性能好等诸多特点，故在许多高科技出(HRPWM)，12位16通道ADC。与以往的定点DSP领域得到了非常广泛的应用，如机器人、数控机床、雷相比，该器件具有精度高、成本低、性能高、外设集成度达、潜艇和各种军用武器随动系统。高、数据及程序存储量大、A／D转换更精确快速等特运动控制器是基于电力拖动控制系统的重要关键点，应用在控制量多为浮点数的电机伺服系统中，降低部分，其驱动方式、运动控制算法、软硬件实现方法一了数据的处理时间，从而提高了系统控制量的采样、处直是研究的重点和热点⋯。运动控制技术是在以数字理频率和系

4、统性能。信号处理器DSP为代表的高性能高速微处理器的基础2控制系统硬件设计上发展而来的。在此设计了～种三相无刷直流电机控三相无刷直流电机控制系统硬件部分主要包括主制系统，选用TI公司最新的TMS320F28335数字信号电路、功率驱动电路与转子位置检测电路。处理器作为控制模块；选用IR公司的IR2130作为驱动2．1主电路模块；采用脉宽调制(eWM)调整BLDCM逆变单元的功主电路主要由电源、逆变电路组成，如图2所示。率开关，以实现各个绕组的导通与关断状态以及控制这里的Vcc为三相无刷直流电机的驱动电压，、B、C电机转子的位置和转速。三相BLDCM转子的位置信相

5、分别连接三相无刷直流电机的三相绕组1。逆变电号通过三个均匀分布在电机内部的开关型霍尔位置传路由六个MOSFET管构成的三相桥式逆变器，对于小感器测得。电机的Hall电路将传感器的位置信号转换功率电机控制系统，采用MOSFET管构成逆变桥既能成数字信号，经过光耦隔离送人DSP芯TMS320F28335满足系统需要又能节约成本。图2中二极管Dl—D6可作为闭环控制系统的反馈信号。控制系统结构，如图作为电机向直流侧反馈能量的通道，他们同时起着使1所示电机电流连续的作用。图2三相桥式逆变电路2．2功率驱动电路图1BLDCM控制系统结构图MOSFET驱动电路既可以由分离器

6、构成，也可以收稿日期：2012—06—07作者简介：武云琳(1975一)，女，山西孝义人，工程师，本科，主要从事化工工艺及设备工作。E-mail：mawb743@163．c0m．·61·第5期(总第129期)机械管理开发2012年1O月由专门的驱动器构成。专用的驱动器电路简单，可靠VB2，VB3与高端浮动偏置电压引脚VS1，VS2，VS3之性高，应用较为广泛。IR2130只使用一路驱动电源就间分别接人三个自举电容cl，C2，C3。可以输出6路驱动信号，使系统设计更为简化，而且它当功率管导通，Ql关断时，IR2130的VCC经过具有保护功能，让电路更加可靠，图3为

7、IR2130的功快速恢复二极管和功率管给自举电容C1充电，能模块。在BLDCM的驱动系统中，DSP产生6路PWM以保证当关断而要开通pl时，9l管的栅极能够依脉冲信号经光耦隔离作为IR2130的6路输入，其中3靠自举电容上足够的储能来驱动其开通，从而实现自路驱动上桥臂，3路驱动下桥臂。驱动下桥臂功率管举式驱动p。自举电容的容量选取关系到其充电后的的3路信号经过功率放大后，直接被送往功率器件的储能能否令功率管完全导通。容量过小则充电后储能控制板；而驱动上桥臂功率管的三路信号先经过脉冲不够；容量过大则充电回路的充电时间较大，在高频情处理器和电平移位器中的自举电路进行

8、电位变换，变况下电容充电