專利名稱：無刷直流電機控制方法
技術領域：
本發明屬于電機控制技術領域，特別涉及一種無刷直流電機控制方法。
背景技術：
20世紀初，直流電動機的發展已經趨于成熟。傳統的直流電機擁有優良的轉矩特性和調速性能，因此在運動系統中得到了廣泛的應用。新型電力電子器件、微處理器技術、新型控制理論的發展，以及低成本、高磁能積的永磁材料的問世，均為無刷直流電機的廣泛應用奠定了堅實的基礎。目前，無刷直流電機控制系統實時性差、控制精度低，因此開發新型電機控制系統是當今研究的熱點。
發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明提供一種無刷直流電機控制方法。本發明的技術方案是這樣實現的由主控模塊、功率驅動模塊和無刷直流電機組成，主控模塊和功率驅動模塊相連接，功率驅動模塊和無刷直流電機相連接。主控模塊由控制芯片、晶振\復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊組成，晶振\復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊和主控芯片的電源接口、復位時鐘接口和外部擴展接口相連接；功率驅動模塊由相電流檢測電路、轉子位置檢測電路、光耦隔離電路、驅動保護電路及驅動逆變電路組成，相電流檢測電路、轉為位置檢測電路、驅動保護電路和無刷直流電機及主控芯片相連接，光耦隔離電路與主控芯片及驅動逆變電路相連接，驅動逆變電路和光耦隔離及無刷直流電機相連接。主控制電路部分，以TMS320F2812DSP為核心的電路，其作用為測量轉速和相電流反饋值，完成速度環和電流環控制器的運算，產生控制電機的PWM信號，控制IGBT開關；功率變化電路部分由六個IGBT搭建而成，它的作用是在PWM信號的控制下，將工作電壓按規律加到電機的三相繞組上，使電機工作；檢測電路主要檢測電機的位置信號和電流反饋信號，并送到DSP中；保護電路部分主要用于防止IGBT因過流，短路或其他一些意外被燒壞，主要有過壓欠壓保護，過流保護，過溫保護。該控制方法，分為控制系統主程序和初始化程序兩部分；
控制系統主程序主要完成變量聲明、系統的初始化、設置中斷向量表等。該程序包括以下步驟
1)變量及函數聲明；
2)系統初始化子程序；
3)關中斷；
4)使能T2周期中斷和內核中斷INT3；
5)開中斷；
6)循環等待每執行一次BackTicker值加I;
7)檢驗是否T2計數器周期匹配，不匹配執行步驟6；
8)中斷服務子程序。
初始化程序包括對整個DSP的各部分的初始化。首先對事件管理器進行初始化，事件管理器EVA的定時器T2開始計時。初始化GPI0，是為了將EVA的PWMl PWM6引腳設置為外設功能，并且在發生周期匹配的時候進入中斷。之后分別進行PWM初始化、日志文件初始化、將CAPl CAP3引腳設置成數字量輸入狀態。ADC模塊初始化、速度運算模塊初始化、捕獲模塊初始化、速度PID初始化、電流PID初始化。由于2812是定點的DSP所以在程序中要進行了Q格式轉化。該程序包括以下步驟
1)系統初始化；
2)中斷向量表初始化；
3)EVA的定時器2初始化；
4)PWM模塊初始化；
5)ADC模塊初始化；
6)速度計算模塊初始化；
7)捕捉模塊初始化；
8)PID模塊初始化；
9)程序結束。本發明的優點控制系統采用最新的無刷直流電機專用控制芯片為核心實現對電機運動的控制，具有實時性好、控制精度高、系統可靠性高等優點。
圖1為控制系統結構框 圖2為控制系統軟件流程 圖3為控制系統初始化流程圖。
具體實施例方式本發明的詳細結構結合實施例加以說明。該控制系統結構框圖如圖1所示，主控制芯片選用TMS320LF2812，外部擴展芯片選擇IS61LV6416，功率驅動芯片選擇IR2132，隔離光耦選擇6N137。控制系統主要由主控模塊、功率驅動模塊和無刷直流電機組成，主控模塊的信號輸出端口 PWM1-PWM6和功率驅動模塊中光耦隔離電路的信號輸入端口 V+相連接，功率驅動模塊輸出信號端口和無刷直流電機相連接。主控模塊由控制芯片、晶振\復位模塊、電源模塊、外部擴展模塊組成，晶振\復位模塊的輸出端、電源模塊輸出端、外部擴展模塊輸出端和主控芯片的電源接口、復位時鐘接口 X1\X2、CLKOUT和外部擴展接口 PS\DS相連接；功率驅動模塊由相電流檢測電路、轉子位置檢測電路、光耦隔離電路、驅動保護電路及驅動逆變電路組成，相電流檢測電路的輸出端口、轉為位置檢測電路的輸出端口、驅動保護電路的輸出端口和無刷直流電機本體及主控芯片的ADC端口及信號捕捉端口相連接，光耦隔離電路的輸出、輸入端口與主控芯片的輸入端口及驅動逆變電路的輸出端口相連接，驅動逆變電路的輸入、輸出端口和光耦隔離的輸出端口及無刷直流電機的繞組相連接。主控制電路部分，以TMS320F2812DSP為核心的電路，其作用為測量轉速和相電流反饋值，完成速度環和電流環控制器的運算，產生控制電機的PWM信號，控制IGBT開關；功率變化電路部分由六個IGBT搭建而成，它的作用是在PWM信號的控制下，將工作電壓按規律加到電機的三相繞組上，使電機工作；檢測電路主要檢測電機的位置信號和電流反饋信號，并送到DSP中；保護電路部分主要用于防止IGBT因過流，短路或其他一些意外被燒壞，主要有過壓欠壓保護，過流保護，過溫保護。控制系統主程序如圖2所示，主要完成變量聲明、系統的初始化、設置中斷向量表等。該程序包括以下步驟
9)變量及函數聲明；
10)系統初始化子程序；
11)關中斷；
12)使能T2周期中斷和內核中斷INT3；
13)開中斷;
14)循環等待每執行一次BackTicker值加I;
15)檢驗是否T2計數器周期匹配，不匹配執行步驟6；
16)中斷服務子程序。10)初始化程序如圖3所示包括對整個DSP的各部分的初始化。首先對事件管理器進行初始化，事件管理器EVA的定時器T2開始計時。初始化GPI0，是為了將EVA的PWMl PWM6引腳設置為外設功能，并且在發生周期匹配的時候進入中斷。之后分別進行PWM初始化、日志文件初始化、將CAPl CAP3引腳設置成數字量輸入狀態。ADC模塊初始化、速度運算模塊初始化、捕獲模塊初始化、速度PID初始化、電流PID初始化。由于2812是定點的DSP所以在程序中要進行了 Q格式轉化。該程序包括以下步驟
11)系統初始化；
12)中斷向量表初始化；
13)EVA的定時器2初始化；
14)PWM模塊初始化；
15)ADC模塊初始化；
16)速度計算模塊初始化；
17)捕捉模塊初始化
18)PID模塊初始化 程序結束。
權利要求
1.一種無刷直流電機控制方法，其特征在于分為控制系統主程序和初始化程序兩部分；控制系統主程序主要完成變量聲明、系統的初始化、設置中斷向量表，該程序包括以下步驟(1)變量及函數聲明；(2)系統初始化子程序；(3)關中斷；(4)使能T2周期中斷和內核中斷INT3；(5)開中斷；(6)循環等待每執行一次BackTicker值加I;(7)檢驗是否T2計數器周期匹配，不匹配執行步驟6；(8)中斷服務子程序；初始化程序包括對整個DSP的各部分的初始化，首先對事件管理器進行初始化，事件管理器EVA的定時器T2開始計時，初始化GPI0，是為了將EVA的PWMl PWM6引腳設置為外設功能，并且在發生周期匹配的時候進入中斷；之后分別進行PWM初始化、日志文件初始化、將CAPl CAP3引腳設置成數字量輸入狀態；ADC模塊初始化、速度運算模塊初始化、捕獲模塊初始化、速度PID初始化、電流PID初始化，由于2812是定點的DSP所以在程序中要進行了 Q格式轉化，該程序包括以下步驟(1)系統初始化；(2)中斷向量表初始化；(3)EVA的定時器2初始化；(4)PWM模塊初始化；(5)ADC模塊初始化；(6)速度計算模塊初始化；(7)捕捉模塊初始化；(8)PID模塊初始化；(9)程序結束。
全文摘要
一種無刷直流電機控制方法，屬于電機控制技術領域。分為控制系統主程序和初始化程序兩部分；控制系統主程序主要完成變量聲明、系統的初始化、設置中斷向量表。初始化程序包括對整個DSP的各部分的初始化。本發明的優點控制系統采用最新的無刷直流電機專用控制芯片為核心實現對電機運動的控制，具有實時性好、控制精度高、系統可靠性高等優點。
文檔編號H02P6/08GK103001560SQ20121046727
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者李翠, 王春艷 申請人:沈陽洪達信息科技有限公司