DSP控制电励磁同步电机DTC系统研究.pdf

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1、万方数据第42卷第6期2008年6月电力电子技术PowerElectronicsV01．42．No．6June，2008双DSP控制电励磁同步电机DTC系统研究钟天云，周扬忠(福州大学，福建福州350108)摘要：全数字化控制是电机控制系统发展的必然趋势。提出一种基于双DSP控制的全数字化电机驱动硬件平台。它采用TMS320VC33型和TMs320LF2407A型DSP芯片，二者之间通过双端L1RAM实现数据的高速交换。在该硬件平台上实现了电励磁同步电机直接转矩控制。实验结果证明了新型硬件平台设计的可行性。关键词：励磁电源；转矩控制；同步电动机，电机驱动中图分类号：

2、TM301．2文献标识码：A文章编号：1000--100X(2008)06--0041--02ResearchonaDTCforElectricallyExcitedSynchronousMotorDrivebasedonDualDSPPlatformZHONGTian—yun，ZHOUYang·zhong(FuzhouUnivers渺，Fuzhou350108，China)Abstract：Thedigitalcontrolisthetrendofmotorcontroltechnology．Ahighperformancedigitalcontrolplatfo

3、rmforACmotorisinvestigated．TheTMS320VC33DSPandTMS320LF2407ADSPareincludedinthenewplatformandthedatecommunicationbetweentheeachotheriscapturedbyadual-portedRAM．Adirecttorquecontrol(DTC)forelectricallyexcitedsynchronousmotorisexperimentedOnthenewplatform，andtheresultsshowthatthedesignedd

4、rivesystemisfeasible．Keywords：magnetizingpowersupply；torquecontrol；synchronousmotor

5、motordrivel引言从上世纪80年代至今．随着微电子和微处理器集成技术和制造技术的进步。交流驱动系统经历了最初的模拟式、数字模拟混合式后，发展到了今天的全数字式。与模拟系统相比。全数字化系统的优点有：①系统性能提高。由于高速集成控制器的应用，提高了系统的精度、响应速度、动静态性能以及稳定性；②可编程能力强。由于算法易于用软件实现，故调试维护方便．而且易于系统的升级；③集成度较高。大大减小了控制系

6、统的体积，节省了现场空间。目前。电机驱动系统中较为流行的微处理器是DSP芯片，它有浮点和定点之分。目前．实现电机驱动系统全数字化的主要方案有：①利用单片浮点芯片，如TMS320C31／32，可实现系统中所有的浮点运算：采用定时器定时、中断的方法，可实现PWM功能。该方法的优点是能方便、快速地实现浮点算法：缺点是受PWM功能的限制，采用定时中断时发出的脉宽不准确，而且A／D采样、D／A输出、电机转子位置及速度等必须通过DSP外围扩展芯片实现，故硬件结构复杂。②利用定点芯片，如TMS320LF240／2407A等。该方法的优点是这类芯片有专用的PWM模块、A／D采样模块

7、、正交编码模块等电机驱动接口。大大简化了硬件结构；缺点是需用定稿日期：2007一12—03作者简介：钟天云(1975一)，女，江苏淮安人，讲师，研究方向为电气控制技术。定标方法实现浮点算法。编程繁琐，程序冗长It]。电励磁同步电机以其功率因数可调．运行效率高等优点，广泛用于工业领域。芬兰学者在1998年实现了它的直接转矩控$1J(DTC)m。文献【3-4】对该种电机的DTC理论又进行了更加深入的研究及论证。在此，结合浮点DSP和定点DSP的优点，提出一种TMS320VC33型与TMS320LF2407A型DSP芯片相结合的电机驱动系统全数字化方案．并对电励磁同步电机

8、的DTC进行了实验研究。2系统构成2．1硬件系统构成TMS320VC33型DSP内部时钟频率高达75MHz，具有很强的浮点运算能力：TMS320LF2407A型DSP具有电机伺服所必需的各种控制模块，如PWM模块、A／D转换模块及正交编码测速接口等模块；双口RAM具有吞吐数据简洁方便的优势。在此结合这3种芯片的优点开发出同步电机(永磁同步电机及电励磁同步电机)DTC硬件平台。其结构框图见图1。定子两相绕组电流缸、直流母线电压魄及转子励磁电流玉通过霍尔传感器检测后，加到TMSLF2407A的A／D采样模块进行采样，并存储到双端口RAM单元中。旋转编码器检测过来的位