Έρευνα σχετικά με Brushless DC Motor ταχύτητα σύστημα ελέγχου βάσει DSP
Brushless DC κινητήρες έχουν προσελκύσει την προσοχή των μελετητών που ασχολούνται με συστήματα κινητήρα και το αυτοκίνητο από τα τέλη του 1970. Υπάρχουν πολλές μορφές της δομής ελέγχου μοτέρ κίνηση. Τα τελευταία χρόνια, ξένοι λόγιοι έχουν επικεντρωθεί στη διακύμανση ροπή κινητήρες Συνεχούς ρεύματος και τους προβλήματα ελέγχου. Το κύκλωμα ψηφιακού ελέγχου με τον ενιαίο τσιπ μικροϋπολογιστή, καθώς ο πυρήνας έχει ισχυρή ταχύτητα ελέγχου ικανότητα, αλλά μπορεί να πραγματοποιήσει μόνο ο εξωτερικός δακτύλιος ψηφιακός έλεγχος του συστήματος, και το DSP μπορούν να πραγματοποιήσουν την πλήρη ψηφιακό έλεγχο.
Η σειρά TMS320C28x είναι της TI τελευταία 32-bit σταθερής υποδιαστολής DSP τσιπ, το οποίο έχει ψηφιακό σήμα επεξεργασίας ικανότητα, ικανότητα διαχείρισης ισχυρό χρόνου και λειτουργία ενσωματωμένου ελέγχου, ιδιαίτερα κατάλληλο για τη μέτρηση και τον έλεγχο της μεγάλης κλίμακας επεξεργασίας δεδομένων [1 ].
Στο brushless DC μηχάνημα ταχύτητα σύστημα ελέγχου, προκειμένου να ενεργοποιήσετε το πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων να γνωρίζουν το τρέξιμο πληροφορίες του συστήματος σε πραγματικό χρόνο, είναι απαραίτητο να συλλέγουν πληροφορίες, όπως την ταχύτητα του μοτέρ και armature ρεύμα σε πραγματικό χρόνο, και να εκτελέσει την ανάλυση δεδομένων και επεξεργασία [2]. Η διαδικασία ελέγχου είναι περίπλοκη, και ο αλγόριθμος ελέγχου έχει μια μεγάλη ποσότητα του υπολογισμού. Επομένως, το σύστημα επιλέγει το chip DSP TMS320F2812 με ισχυρή επεξεργασία δεδομένων δυνατότητα ως τον πυρήνα του ελέγχου, και στη συνέχεια συνδυάζει το αποκλειστικό έλεγχο MC33035 ολοκληρωμένο chip στη μελέτη και κατασκευή brushless DC motor κυβερνήτη.
1 σύστημα δομή
Το σύστημα αυτό αποσκοπεί στην υψηλής ταχύτητας brushless κινητήρα συνεχούς Ρεύματος. Κατ ' αρχήν, το ανώτατο όριο του ταχύτητα του μοτέρ δεν είναι περιορισμένη. Η μέγιστη ταχύτητα του μοτέρ που χρησιμοποιούνται στο πείραμα είναι 50.000 rpm και την ισχύ του κινητήρα είναι 5kw.
Την επικοινωνία και τις λειτουργίες ΠΛΟΉΓΗΣΗΣ (μη αυτόματη) έχουν σχεδιαστεί για φιλική προς το χρήστη λειτουργία κατά το σχεδιασμό του συστήματος. Η λειτουργία επικοινωνίας επιτρέπει στο χρήστη να εύκολα λειτουργεί ο κινητήρας μπροστά από τον υπολογιστή, ορίστε την μέγιστη ταχύτητα και την επιτάχυνση του κινητήρα και εμφανίζει την τρέχουσα πραγματική ταχύτητα του κινητήρα. Όταν δεν υπάρχει κανένας υπολογιστής, ο χρήστης μπορεί να εκτελέσει επίσης πληκτρολόγιο λειτουργία στον κινητήρα μέσα από τη λειτουργία ΠΛΟΉΓΗΣΗΣ. Χρησιμοποιείται για να ρυθμίσετε την ταχύτητα του κινητήρα.
Ταμείο χρηματοδότησης: Ίδρυμα εθνικών φυσικών επιστημών της Κίνας (70271001)
Τον κινητήρα brushless DC σχεδιάζεται και ελέγχεται από το σύστημα χρησιμοποιεί το στοιχείο αίθουσα ως μια θέση μηχανισμού ανάδρασης για να αποκτήσετε πληροφορίες θέσης και ταχύτητας περιστροφής από το σήμα του σφυγμού ανατροφοδότηση. Πυρήνα του ελέγχου DSP διορθώνει την ταχύτητα ελέγχου σύμφωνα με την πραγματική ταχύτητα που συλλέγονται, και συνειδητοποιεί τον έλεγχο κλειστού βρόχου την ταχύτητα του μοτέρ του συστήματος. Επιπλέον, το σύστημα αποκτά τρέχουσες πληροφορίες από τη συσκευή αυτοκίνητο IGBT του κινητήρα. Συνδυάζοντας αυτά τα τρία στοιχεία, το σύστημα ελέγχου ολόκληρη η ταχύτητα του μοτέρ λειτουργεί με ασφάλεια, σταθερά και αξιόπιστα.
σύστημα 2 σχεδίαση υλικού
Η σύνδεση των γραμμών του σήματος μεταξύ των μερών είναι διαχωρισμένα με optocoupler, και τα δύο άκρα του το optocoupler συνδέονται όπως φαίνεται στο FIG. Το optocoupler που χρησιμοποιείται εδώ είναι η TLP521, που έχει μια τάση απομόνωσης των 2500V. Σε αυτό το σύστημα, η μέγιστη τάση του τμήματος δίσκου είναι 300V, και 2500V μπορεί να εξασφαλίσει την απόλυτη ασφάλεια του συστήματος. Στο σχήμα 3, το optocoupler είναι συνδεδεμένο σε μια θετική λογική, δηλαδή, είσοδος 1, και η έξοδος είναι επίσης 1. Εκτός από το TLP521, πολλά 6N127 υψηλής ταχύτητας οπτικοί χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση της γραμμής επικοινωνίας.
2.1 τμήμα ελέγχου
Το βασικό μέρος του τμήματος ελέγχου είναι TMS320F2812. Χρησιμοποιείται στην παραγωγή ενός σκάφους 2812-ICETTEK-B (DSP Διοικητικό Συμβούλιο ανάπτυξης με 2812). Εκτός από το DSP, υπάρχει επίσης ένα διοικητικό τσιπ δύναμης που μετατρέπει τα εξωτερικά 5V σε 3.3V. Υποστηρίζεται από.
Το 2812 συγκεντρώνει ταχύτητα, τρέχον σήμα ανάδρασης και θέση ανατροφοδότηση σήμα από τον κινητήρα. Το DSP συνδυάζει αυτά τα τρία σήματα για την έξοδο του σήματος του εξωτερικού ελέγχου. Το σήμα από υπερεντάσεις τρέφονται πίσω από το οδηγώντας μέρος είναι 0, 1 σήμα. Το DSP πάντα παρακολουθεί αυτό το σήμα όταν λειτουργεί. Μόλις παρακολουθείται, αυτό σημαίνει ότι ο κινητήρας είναι υπερφορτωμένο, και αμέσως δίνει ένα σήμα για να σταματήσει το μοτέρ από τα περιστρεφόμενα, ώστε να μην βλάψει το μοτέρ. Και κυβερνήτης.
Η παραγωγή σημάτων ελέγχου ταχύτητας από το DSP είναι μια ψηφιακή ποσότητα. Ψηφιακή ποσότητα αυτή μετατρέπεται σε μια ποσότητα τάσης από D/A, για να το MC33035 για κανονισμό ταχύτητας. Το σύστημα χρησιμοποιεί 12-bit σειριακό D/μια (TLV5616), ακολουθούμενη από ένα πρώτο στάδιο ενίσχυσης (LM358), έτσι ώστε η τάση εξόδου μπορεί να ενισχυθεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις των διαφόρων κινητήρων.
Επικοινωνία μεταξύ του TMS320F2812 και τον υπολογιστή γίνεται μέσω του λεωφορείου 485. Στο βιομηχανικό έλεγχο, την εφαρμογή 485 λεωφορεία είναι πολύ κοινό, η απόσταση μεταφοράς είναι μεγάλη και η απόδοση του είναι σταθερή, έτσι ώστε το σύστημα επιλέγει το 485 λεωφορείο για μετάδοση.
μέρος 2.2 κίνησης
Ο πυρήνας του ελέγχου του προγράμματος οδήγησης είναι MC33035, και οδήγησης συσκευών είναι IR2183 και IRGP50B60PD1. Ως τον πυρήνα του ελέγχου του τμήματος οδήγησης, MC33035 διακρίνει τη θέση του μοτέρ στροφέα ανάλογα με το σήμα θέση τροφοδοτείται πίσω από τον κινητήρα αίθουσα για τον έλεγχο την αλλαγή του IGBT.
Αν και το IGBT έχει ανώτερα χαρακτηριστικά για την κατάσταση, είναι ακόμα δεν είναι εύκολο να απενεργοποιήσετε το IGBT ακαριαία. Κατά τον εντοπισμό σφαλμάτων, διαπιστώθηκε ότι μια μικρή αγριάδα όταν το IGBT ήταν απενεργοποιημένη θα προκαλέσει το μοτέρ να θερμάνει επάνω ή ακόμη και έγκαυμα. Αυτό απαιτεί αντίστοιχα μέτρα στο σχεδιασμό κυκλωμάτων, όπως μια αντίσταση που συνδέονται με την IR2183 έξοδο τερματικού και τη σύνδεση του IGBT? ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί όταν δρομολογείται το σχεδιάγραμμα PCB, και η διάταξη πρέπει να είναι συμμετρική.
Η ταχύτητα του μοτέρ ρυθμίζεται με την καρφίτσα ελέγχου από την MC33035 της 11-pin (σφάλμα ενισχυτή μη αναστρέφουσα είσοδο σήματος) λαμβάνουν τμήμα ελέγχου. Σύμφωνα με αυτή την τάση, παλμού πλάτος διαφοροποίησης (PWM) σήμα παράγεται εσωτερικά να ελέγχουν τρεις εξόδους δίσκου κάτω πλευρά. Η ταχύτητα του μοτέρ ρυθμίζεται αλλάζοντας το πλάτος του παλμού εξόδου για να αλλάξετε το μήκος της IGBT έγκαιρα.
μέρος 2.3 επίδειξης
Το στοιχείο ελέγχου κύριας από το τμήμα της οθόνης είναι AT89C51, και την εντολή μεταδίδεται μεταξύ την οθόνη και το μέρος με το αυτοκίνητο μέσα από τη σειριακή θύρα της AT89C51 και 2812 (δηλαδή, από την ανακοίνωση). Η 5V ισχύς που απαιτείται για την ταυτόχρονη εμφάνιση μερίδα παρέχεται από το τμήμα ελέγχου.
Εδώ, η ταχύτητα συλλέγονται από καταμέτρηση τέλος της η AT89C51 να συλλέγουν το σήμα παλμό εξόδου Hall. Αυτό το σήμα είναι μετατρέπεται σε μια συχνότητα και να αποστέλλεται στην οθόνη επτά-τμήμα ψηφιακής σωλήνα. Εδώ, το AT89C51 λειτουργεί ως έναν μετρητή συχνότητας.
