这是对无刷直流电机原理和控制方法讲述的非常清楚，可以帮助开发人员迅速入手
【摘要】采用TM S320L F2407 芯片为核心设计的数字伺服系统, 很好地解决了伺服系统中PWM 信号的生成、电机速度反馈大小及电动机电流反馈问题, 对其中的转子位置检测电路、相电流检测电路、驱动电路以及保护电路等内容进行了详细的讨论, 并给出了相应的硬件电路。
2 . 1 转子位置检测电路
2 . 1 . 1 检测电路应用原理
无刷直流电动机的转子位置是由位置传感器检测出来的。光电式位置传感器(霍尔元件)是利用光电效应制成的, 由跟随电动机转子一起旋转的遮光板和固定不动的光源及光电管等部件组成。随着电机转子的旋转, 光电管间歇接收从光源发出的光, 不断导通和截止, 从而产生一系列"0"、 "1"信号。这些脉冲信号通过Iö O 口传输给DSP,DSP 读取霍尔元件的状态值, 确定转子当前的位置, 通过改变PWM 信号输出的高有效或低效来控制驱动电路, 改变IGBT 的导通顺序, 很好地实现电机换相的控制; 同时改变PWM 信号占空比,来调节电机的转速。 电机转子每转一圈, 霍尔元件H 1、H 2、 H 3 会出现六种状态,DSP 对每一种状态发出相应的控制字, 改变电机的通电相序, 实现电机的连续运行。
电机驱动电路控制原理图和电机正转换相表如图3 和表1 所示。
2 . 1 . 2 霍尔元件信号处理
电动机上的霍尔元件信号发生时序如图4 所示。
在设计中对三个霍尔元件作两步处理: 首先把三个霍尔元件的信号接到TM S320L F2407 的三个 Iö 引脚上, 记录当前的状态; 然后把霍尔元件信号作为三路输入接到CPLD 的 Iö O 口, 通过编程实现一路连续的窄脉冲输出, 接到TM S320L F2407 的CA P3 引脚上。每一个脉冲触发一次中断, 控制驱动桥路的导通顺序,并根据当前的霍尔元件状态信息对电机的转速和正反转进行控制。
2 . 2 相电流检测电路
电流反馈通道由霍尔元件、 运算放大器和Aö D 转换器组成。 电流反馈采用变比为1: 1 000 的磁平衡式霍尔元件, 该元件输出为电流信号, 并且信号较弱, 须经过精密电阻将其转换为电压信号, 再经过放大处理, 得到电流的双极性信号。电路原理图如图5 所示。
2 . 3 驱动电路
电机控制的驱动器采用 IR 2131 芯片。 IR 2131öIR2132 (J ) (S)是一种高电压、 高速度的功率MOSFET
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