基于dsp的交流调速系统硬件接口电路设计的方法

基于dsp的交流调速系统硬件接口电路设计的方法

1 引言

2 主电路设计

3 电流采样电路的设计

3.1电流采样电路

3.2电流传感器的选择

根据异步电机的数学模型可知，定子电流检测的精度和实时性是整个矢量控制系统精度的关键。因此，对电流的检测要求精度高和速度快，显然普通的电流传感器很难满足要求。根据设计要求，试验电动机的额定电流为90a，考虑两倍的安全裕量，实际定子电流取到180a。本实验选取深圳市贝尔特电子有限技术公司出品的csns200m-002电流传感器。该电流传感器的原边电流为200a，与预选的电流值（180a）很接近，满足选取原则。

3.4采样电阻的计算

由电流传感器的变比2000:1，及原边电流值大小：200a，ad526输出电压为1.65v，可以求出采样电阻r9《16.5ω，故可取r9=10ω。其中，a相电流的采样电路如图2所示，b相与其相同。

4 转速反馈接口电路设计

起动的快速性是电动机的基本要求。以目前无位置传感器控制技术发展的情况来看，由于低速特别是起动瞬间反电动势非常低，控制精度和性能并不理想。因此有必要保留位置速度传感器。

本设计选用了sumtak株式会社产的lhe-055-2000型带u、v、w信号增量式光电编码器。它输出12路信号：a、b、z、u、v、w以及他们的补信号a’、b’、z’、u’、v’、w’。其中a、b、a’、b’为占空比为50％的方波，2000p/r。u、v、w、u’、v’、w’以转子每360°电角度为一个循环周期。u、v、w（或u’、v’、w’）相差120°，按照u、v、w（或u’、v’、w’）不同组合，可以把一对转子磁极分为6个等距区间。所以在电机起动时，可以先根据u、v、w信号按照无刷直流电动机控制，使电机运行起来，待检测到z信号，按照事先确定好的转子磁极位置确定定子磁链初值，然后转入直接转矩控制。通常把z信号定位于a相绕组反电动势的过零点，此时，转子磁极轴线正好与a相绕组轴线重合。

其中a、b信号分别通过qep1、qep2接到lf2407a上；而z信号通过cap3接到lf2407a上；u、v、w是以60°电角度为周期的数字信号，分别通过qep1、qep2、qep3接到lf2407a上。

4.2 26c32的使用

5 驱动电路的设计

ipm的驱动隔离电路如图4所示。尽管在lf2407a输出的pwm中已经加入了死区时间，本系统设计中依然从硬件方面采取措施，如图4所示，gel器件22v10d在lf2407a之后，保证同一相的上、下桥臂的互锁。为了增强驱动信号的带负载能力，在22v10d的输出之后串入一片缓冲器——mc1413。当驱动信号发生错误，lf2407a发出一个错误信号false，并点亮发光二极管ledintpend。缓冲器mc1413的输出经过快速光耦hcpl4503隔离，驱动ipm。图中只画出了a相上桥臂的电路，其他桥臂的电路与此相同。hcpl4503下面的光耦til117的一次侧接到ipm的故障输出引脚5上。

6 结束语

基于以上对交流调速系统硬件接口电路设计方法的研究，我们进行了异步电机的矢量控制实验。实验结果证明了该系统能可靠稳定运行。同时该系统对于过流有很快的响应性，对系统有保护作用，实践证明该设计方法符合控制设计要求，具有一定的电路设计典型性并可应用在交流调速系统中。

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