基于dsp的永磁同步电机全数字变频调速控制系统的设计

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1、迫札再控制应用2010,37(2)变频与调速lEA基于DSP的永磁同步电机全数字变频调速控制系统的设计半景军锋’，康雪娟(1．西安工程大学，陕西西安710048；2．西安航空技术高等专科学校，陕西西安710077)摘要：介绍了将先进的电机控制专用数字信号处理器(DSP)芯片和矢量控制算法相结合进行的永磁同步电机控制，开发了技术先进的伺服控制器。试验结果表明：该控制系统有较好的动态性能和稳态精度，并且具有结构简单，设计合理，控制灵活等特点。关键词：永磁同步电机；矢量控制；智能功率模块中图分类号：TM921．51：TM351文献标识码：A文章编号

2、：1673-6540(2010)02-0043-04DigitalVectorControlSystemofPermanentMagnetSynchronousMotorBasedonDSPJINGJun-reng，KANGXue-juan(1．Xi’anPolytechnicUniversity，Xi’an710048，China；2．Xi’anAerotechnicalCollege，Xi’an710077，China)Abstract：Theinvestigating，analyzingandapplyingofPMSMbasedmot

3、orcontrolspecialDSPchipandvectorcontrolwasintroducedandaTechnologicallyadvancedselwocontrolsystemwasdeveloped．Theexperimentresultsin—dicatethatthiscontrolmethodCanachievebothgooddynamicandgoodstaticperformances，andhasmanycharaeteris—tic，suchascompactconstruction，reasonabled

4、esign，flexiblecontrolandSOon．Keywords：permanentmagnetsynchronousmoor(PMSM)；vectorcontrol；intelligentpowermodule控制量，一般的微处理器很难达到要求，因此本文0引言介绍的系统采用德州仪器(rI1)公司的电机专用芯永磁同步电动机(PMSM)具有结构简单、运片TMS320LF2407A作为主控芯片，采用三菱公司行可靠、体积小、重量轻，以及具有较高的效率和的第四代智能功率模块(IPM)PS21865，设计PMSM功率因数等优点，已广泛应用于工

5、业机器人、数控的全数字变频调速控制系统。利用机床、柔性制造系统等各种自动化设备领域。目TMS320LF2407A的高速处理能力和面向电机控制前，数字化交流伺服调速系统采用的调速方法是的外围接口，使得整个全数字变频调速控制系统具当前理论成熟并且非常流行的矢量控制算法，即有控制精度高，实时陛强，硬件结构简单的特点。电压空问矢量脉宽调制(SVPWM)。SVPWM控1PMSM数学模型及控制原理制方法与经典的脉宽调制(PWM)控制方法相比，具有直流电压利用率高、控制简单、损耗小、便于三相PMSM在d-g坐标系下，其定子电压方数字化方案实现等优点，现已有

6、取代传统正弦脉程为：宽调制(SPWM)控制的趋势⋯。fud=Rid+P一由于矢量控制算法要在很短的周期内采集【M=Rig+P一qPMSM转子的电流、电压等参数，并进行计算，输出陕西省产业化培育项目(03JC25)；西安工程大学校管科研项目(2007XG11)变频与调速E聃。A迫札与粒制应用2010,37(2)电磁转矩方程为：种方法：电压前馈解耦控制和电流反馈跟踪控制。=rt(一)电压前馈解耦控制是一种完全线性化的解耦控制运动方程为：方案，它能使、i完全解耦，但其需要实时测量和，并做nptOLi的乘积运算。这种方法的测量(、1+f1-一np／＼

7、rtp，精度和控制实时性都会影响到控制性能，因此，要式中：“id——定子电压和电流在d轴的分量；做到完全解耦是很困难的。电流反馈跟踪控制采、iq——定子电压和电流在q轴的分量；用比例积分型直流控制方式，伺服系统输出电流谐尺——定子相电阻；波分量小，无稳态误差，稳定性好。本系统选用比P——微分算子；例积分型直流控制方式。to——转子电角度；从对PMSM数学模型的分析可知：定子电流n——转矩绕组的极对数；在d—q轴上的分量决定电磁转矩的大小。PMSM——．负载转矩，其方向与电磁转矩相反；矢量控制的实质就是通过对定子电流的控制来实，——分别为定子绕

8、组d，g轴磁链。现PMSM的转矩控制。转速在基数以下时，在定电机动态特性的调节和控制完全取决于动态子电流给定的情况下，控制i=0，可以更有效地中能否简便而精确地控制