当前位置:首页 > 电源 > 数字电源
[导读]【摘 要】 介绍了TMS320F240数字信号处理单片机在直接转矩控制系统中的应用,给出了控制系统的软硬件关键设计。 关键词:直接转矩控制,DSP,异步电机    1 引 言   直接转矩控制是一种高性能的交流

【摘 要】 介绍了TMS320F240数字信号处理单片机在直接转矩控制系统中的应用,给出了控制系统的软硬件关键设计。
    关键词:直接转矩控制,DSP异步电机
  
1 引 言
  直接转矩控制是一种高性能的交流调速技术,它直接在定子坐标系下分析交流电机的数学模型,控制电动机的转矩和定子磁链,简化了系统的结构。但是直接转矩控制强调转矩和定子磁链控制,对转矩和定子磁链空间位置计算精度要求很高,因而系统构成比较复杂,要实现有效的直接转矩控制,高性能的单片机是必不可少的。德州仪器的TMS320F240数字信号处理单片机专门针对电机控制系统设计,本文介绍它在直接转矩控制中的应用。
2 直接转矩控制系统简介
    直接转矩控制系统原理图如图1。


 

  在图1中,适当控制逆变器的开关Sa、Sb、Sc(包括Sa、Sb、Sc下桥臂非门)的状态,就能够得到八种空间矢量电压,除两种是0矢量外,另外六种矢量构成正六边形的六条边,在异步电机上得到旋转的定子空间磁场,并且通过0电压矢量调节定子磁场的平均旋转速度。
  为了得到图1中的正六边形轨迹磁场(用来替代三相交流电产生的圆形轨迹磁场),确定磁场的空间位置成为重要的工作环节。根据-isRs)dt可以求出定子磁场的大小,但为了减少电压和电流传感器的数量,通常只使用两相传感器,通过计算再得出另外一相电压和电流。


 

3 控制系统的硬件组成
  本系统以TI公司的TMS320F240数字信号处理单片机为核心,控制日本FUJI生产的IPM(智能功率模块),从而把直流电压转换成交流矢量电压,驱动异步电机运转。其基本工作过程是:首先根据外部给定的转速和转矩要求,计算出定子磁场的幅值,然后建立定子磁场,最后施加工作电压产生旋转定子磁场。因此,我们按照图2的硬件结构结合DSP单片机的特点设计系统。
  由于TMS320F240本身带有A/D转换器,所以我们没有必要再外加A/D转换。同时,电机的转速采用软件计算获得,因而没有速度检测环节,使系统硬件最小化。
 



  IPM智能功率模块是集成功率开关元件,在系统中的位置举足轻重。FUJI生产的6MBP50RA060型IPM采用低电平有效触发,在使用过程中要注意4 DSP处理器扩展设计的说明
  F240型号的微处理器专门针对电机控制而设计,片内集成有许多外设,我们可以利用的有:
  (1)两个十位的A/D转换器,每个A/D转换器可以转换八路模拟量,因此,片内共有十六路A/D转换通道,不需A/D转换扩展。
  (2)16k的闪存EEPROM,可以直接作为程序存储器,不需要程序存储器扩展。
  (3)数字I/O接口,在适当写入IOSR寄存器时,可以当作输入输出接口使用,在本系统中,由于直接从I/O接口输出控制矢量,并且要求控制矢量能够延续一个控制周期,所以我们对I/O接口外加了锁存器。其电路图见图5。

[!--empirenews.page--]
 

  (4)尽管F240内部有产生脉冲信号的PWM发生器,但是不便于在任意时刻产生任意方向的控制矢量,因而放弃使用。
  (5)其它如定时器等,后文给出了软件代码。
5 控制系统的软件设计
  根据实际硬件设计和完成控制任务的需要,我们首先要求出IPM模块的开关频率和定时器的定时长度。IPM模块的工作频率为100kHz,所以定时器的中断间隔应为10μs。根据定时器中断频率计算公式:

  可以计算出PRD和TDDR的值,他们分别对PSC和TIM进行加载。式中TINT指定时器中断,PRD指定时器周期寄存器,TDDR指定时器清除寄存器,PSC指定时器前置分频计数器,tc(co)为时钟周期。
  图6给出了系统软件流程图,下面给出定时器(timer)使用的源程序代码:
    clrc CNF;把B0映射为数据存储块
    ldp#0h;DP=0
  setc INTM;关闭所有中断
     splk#0000h,60h;
  out 60h,wsgr;设置为0
  周期等待
  
 
6 结束语
  近年来,交流调速发展迅猛,大有取代直流调速之势。交流调速的控制理论日趋完善,高性能的单片机又为这些理论的实践提供了硬件保障。本系统采用直接转矩控制策略,尽量减少硬件投入,不仅大大节省了硬件成本,而且可靠性高,调速性能良好。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭