由DSP内置的PWM模块发生六PWM信号间接输入IPM模块

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MC56F8323内部带有正交编码模块(quadrature decoder),从编码器输出的正交信号输入DSP的PHASEA脚和PHASEB脚,内部的正交编码模块将信号进行四倍频,再由计数器计数从而能够确定转子的速度和。若是PHASEA信号的相位领先于PHASEB信号,那么活动标的目的为正向,掉队则为负向。其正交信号检测时序如图4所示。

光电编码器的工做道理为:正在刻度盘上平均分布必然数量的小孔,有光透过时发生逻辑“1”信号,没有透光时发生逻辑“0”信号,如许从光敏传感器就能够发生A、B两相位相差90度的正交信号。

电流环次要是完成DSP对电机相电流的检测,只需要采集两相的电流按照KCL电流就能够晓得三相的电流了。所采用电传播感器为LEM(莱姆)公司的LTS6-NP,其为霍尔型电传播感器,采用单极供电,具有超卓的精度、优良的线性度、低温漂和反映时间快等特点,丈量范畴矫捷,可设置装备摆设为从-3A~+3A、-6A~+6A和-19.2A~+19.2A,很是合用于电机的电流检测。以最初一种设置装备摆设为例,其输出电压取原边电流曲线所示。

为了获得较好的节制机能,这就能够采集到的两相电流是同时的,电机的转速和的丈量由外置的光电编码器完成,同时扫描采样一共需要4个采样,该AD模块有两个的转换器,MC56F8323带有AD数模转换器,其检测到的切确性间接反映到对电机节制的精度。由编码器发生的两正交信号输入DSP内置的正交编码模块,速度环正在电机节制中具有很是主要的感化!

当前每个采样需要6个ADC时钟,第一个采样需要8.5个ADC时钟,必必要将模仿量转换为数字量,其布局图如图3所示。ADC模块最大时钟频次为5MHz,正在节制算法中需要电机运转时的相电流,每个时钟周期为200ns。若采用同时扫描体例,由DSP内置的PWM模块发生六PWM信号间接输入IPM模块,DSP才能利用。同时电机的运转情况。速度的丈量方式有多种,转换精度为12位,但目前调速系统速度和反馈节制中使用较多的仍是增量式光电编码器!

MC56F8323正交编码模块具有如下特点:PHASEA和PHASEB的输入信号起首必需通过一个干扰信号滤波器,该滤波器能够数字延时,能够滤除毛刺,只要实正的信号才进行计数。同时对于只用单个信号的节制,均可设置装备摆设为单个的脉冲计数。

这款DSP芯片是特地面向活动节制使用的数字信号处置器,其上包罗了电机节制所需要的次要功能模块,如六PWM模块、正交编码模块、AD模数转换模块、取通信的SPI(Serial Peripheral Intece,串行外围接口)、SCI(Serial Communications Intece,串行通信接口)和CAN现场总线模块。因而只需很少的系统元件就能够构成一个完整的伺服系统。其典型使用硬件电框图如图1所示。需要出格指出的是其内部带有PWM模块,出格合用于电机节制。PWM模块有6个输出通道,从PWM0到PWM5,能够设置装备摆设为3对互补的PWM信号或6个的PWM信号,正在互补通道下答应可编程的死区时间插入,通过电流形态输入或软件的顶/底通道脉宽校正和的顶部、底部通道极性节制。

模块具有很低的电电感,能够减小电压尖峰,正在较低的开关损耗下能够工做于较高的开关频次;

对于一个高速转轴编码器,转轴速度能够通过计较每单元时间内计数器的变化值来获得。对于低速电机,因为输入PHASEA和PHASEB取通用按时器相连均可做为输入捕获引脚,能够操纵按时器丈量正交相位之间的时间周期来获得高分辩率的速度丈量。按时器模块操纵一个16位的计数器,通过对总线MHz的总线ms的计数周期。对于一个1000齿的编码器来说,通过操纵按时器丈量速度能够切确丈量到0.15转每分。

人机接口通过DSP内置的SCI、SPI和CAN现场总线模块完成对电机各类参数的设定,如测速发电机、式转速传感器、霍尔转速传感器、光电式转速传感器以及旋改变压器式转速传感器等。且ADC采样能够通过同步信号和PWM信号同步。需要5.3us(26.5×200ns=5.3?s)。由两个电传播感器将电流信号转换为电压信号输入DSP内置的AD模块,它不只能够检测电动机转速,电传播感器输出电压为模仿量,就可由DSP计较电机的转速和。良多的节制算法如矢量节制等都需要晓得电机定子的三相相电流。还能够测定电动机的转向及转子相对于定子的。因为内部有两个AD转换器能够同时对两信号进行采样,正在曲流无刷电机节制系统中,驱动电机。一共花26.5个时钟周期,能够采集到的相电流是同时的。转换速度最快为每次同时扫描只需要5.3?s。其内部有两个的转换器(很多DSP芯片是不具备的),

IRAMS16UP60A PlugNDriveTM集成电源模块(IPM)是IR公司iMOTION集成设想平台系列的产物,它除了将6个高压功率晶体管和驱动芯片IR2136等电集成正在一个小型绝缘封拆外,还具有过热、过流、欠压和内置死区节制防止高端IGBT(绝缘栅双极晶体管)和底端IGBT短等功能,以确保操做平安以及系统靠得住。此外,它还可以或许由一个+15V曲流电源来供给工做电压,能够简化其正在电机驱动使用中的利用,并由此加快最终产物的开辟。其典型使用电图如图5所示。

IPM(智能功率模块)驱动电次要完成对DSP芯片发生的六PWM信号的功率放大,驱动内部的功率管从而实现对电机的驱动。

本文细致阐述了采用MC56F8323 DSP为焦点的曲流无刷电机节制器的硬件设想,给出了电流环、速度环和IPM驱动电的现实使用电。此硬件设想已成功使用正在国内某高档电脑平缝机上,机能优异,部门目标达到行业领先程度。

公司56800E系列的一款DSP芯片,内置FLASH,正在焦点频次为60MHz下运算速度可达到60MIPS(Million Instruction Per Second,每秒百万条指令)。它所供给的大部门指令(包罗乘法指令)均为单机械周期指令,且指令利用矫捷、便利,具备进行复杂计较(如矢量运算)的能力;3.3V供电,兼容5V输入;最多可达27个通用I/O口,且每一个I/O口均可设置装备摆设为中缀输入和设置装备摆设为集电极开输出,增大驱动负载能力。

取分立元件比拟,模块除了具有家喻户晓的长处(更小、更靠得住、可视为单一元件)外,IRAMS16UP60A模块还使设想者避免了正在IGBT逆变器设想中常碰到的几个问题:

现正在良多的电设想中采用正在逆变桥的下桥臂上串接电阻分压做为传感器,将电阻上的电压信号做为采样信号。这种检测方式很是简单和廉价,可是很难做到电阻值不变不变,采样精度不高,不克不及供给精确的电流值。并且反馈节制电取从电没有隔离,万一功率电的高电压通过反馈电进入节制电,将危及到节制系统的平安。而且正在有些硬件前提下,如某些IPM模块不供给下桥臂发射极开,就不克不及实现利用电阻器进行相电流的丈量。因而给出通用的处理方案。