Riċerka dwar Sistema ta 'Kontroll tal-Veloċità ta' Mutur DC bla xkiel Ibbażata fuq DSP
Muturi DC mingħajr brushes ġibdu l-attenzjoni ta 'skulari involuti f'sistemi ta' muturi u ta 'sewqan mill-aħħar tas-snin sebgħin. Hemm ħafna forom ta 'struttura ta' kontroll tas-sewqan bil-mutur. Fis-snin riċenti, skulari barranin iffukaw fuq il-varjazzjoni tat-torque tal-muturi DC u l-problemi tal-kontroll tagħhom. Iċ-ċirkwit tal-kontroll diġitali bil-mikrokompjuter b'ċippa waħda bħala l-qalba għandu kapaċità ta 'kontroll tal-veloċità qawwija, iżda jista' biss jirrealizza l-kontroll diġitali taċ-ċirku ta 'barra tas-sistema, u d-DSP tista' tirrealizza l-kontroll diġitali sħiħ.
Is-serje TMS320C28x hija l-aħħar ċippa DSP ta '32-bit fissa ta' 32-bit fissa, li għandha kapaċità ta 'pproċessar ta' sinjali diġitali, kapaċità qawwija ta 'ġestjoni tal-ħin u funzjoni ta' kontroll inkorporat, speċjalment adatta għall-kejl u l-kontroll ta 'pproċessar ta' data fuq skala kbira [1].
Fis-sistema tal-kontroll tal-veloċità tal-magna DC mingħajr brushes, sabiex id-debugger ikun jaf l-informazzjoni dwar it-tħaddim tas-sistema fil-ħin reali, huwa neċessarju li tinġabar informazzjoni bħal veloċità tal-mutur u kurrent ta ’l-armatura fil-ħin reali, u li jsiru analiżi u proċessar tad-data [2]. Il-proċess ta 'kontroll huwa kkumplikat, u l-algoritmu ta' kontroll għandu ammont kbir ta 'kalkolu. Għalhekk, is-sistema tagħżel iċ-ċippa DSP TMS320F2812 b'kapaċità qawwija tal-ipproċessar tad-dejta bħala l-qalba tal-kontroll, u mbagħad tgħaqqad iċ-ċipp integrat tal-kontroll iddedikat għall-MC33035 biex tiddisinja u timmanifattura regolatur tal-mutur DC mingħajr brushes.
Struttura tas-sistema waħda
Din is-sistema hija mmirata għal mutur DC b'veloċità għolja mingħajr brushes. Fil-prinċipju, l-ogħla limitu tal-veloċità tal-mutur mhuwiex limitat. Il-veloċità massima tal-mutur użata fl-esperiment hija 50,000 rpm u l-qawwa tal-mutur hija 5kw.
Il-modalitajiet ta ’komunikazzjoni u JOG (manwali) huma ddisinjati għal tħaddim faċli għall-utent waqt id-disinn tas-sistema. Il-mod ta 'komunikazzjoni jippermetti lill-utent biex iħaddem il-mutur b'mod konvenjenti quddiem il-kompjuter, jistabbilixxi l-veloċità massima u l-aċċellerazzjoni tal-mutur, u juri l-veloċità attwali attwali tal-mutur. Meta ma jkun hemm l-ebda kompjuter, l-utent jista 'jwettaq ukoll operazzjoni tat-tastiera fuq il-mutur permezz tal-modalità JOG. Użat biex tissettja l-veloċità tal-mutur.
Fond ta 'Finanzjament: Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina (70271001)
Il-mutur DC mingħajr brushes iddisinjat u kkontrollat mis-sistema juża l-element Hall bħala mekkaniżmu ta 'feedback tal-pożizzjoni biex jikseb informazzjoni dwar il-pożizzjoni u veloċità tat-tidwir mis-sinjal ta' l-impuls tal-feedback. Il-qalba DSP tal-kontroll tikkoreġi l-veloċità tal-kontroll skond il-veloċità attwali miġbura, u tirrealizza l-kontroll biċ-ċiklu magħluq tal-veloċità tal-mutur tas-sistema. Barra minn hekk, is-sistema takkwista l-informazzjoni kurrenti mill-apparat tas-sewqan IGBT tal-mutur. Billi tgħaqqad dawn it-tliet informazzjoni, is-sistema kollha tal-kontroll tal-veloċità tal-mutur taħdem b'mod sigur, stabbli u affidabbli.
2 disinn hardware hardware
Il-konnessjoni tal-linji tas-sinjali bejn il-partijiet hija separata minn optocoupler, u ż-żewġt itruf ta 'l-optocoupler huma mqabbda kif muri fil-fig. L-optocoupler użat hawnhekk huwa t-TLP521, li għandu vultaġġ ta 'iżolazzjoni ta' 2500V. F'din is-sistema, il-vultaġġ massimu tal-parti tas-sewqan huwa 300V, u 2500V jista 'jiżgura s-sigurtà assoluta tas-sistema. Fil-Figura 3, l-optocoupler huwa mqabbad fil-loġika pożittiva, jiġifieri, l-input 1, u l-output huwa wkoll 1. Flimkien mat-TLP521, bosta optocouplers ta 'veloċità għolja 6N127 jintużaw fil-konnessjoni tal-linja tal-komunikazzjoni.
2.1 Taqsima tal-kontroll
Il-parti ċentrali tal-parti tal-kontroll hija TMS320F2812. Jintuża fil-produzzjoni ta 'bord ICETTEK-2812-B (bord ta' żvilupp DSP b '2812). Minbarra d-DSP, hemm ukoll ċippa tal-ġestjoni tal-enerġija li tikkonverti l-5V estern għal 3.3V. mħaddem minn.
It-2812 jiġbor il-veloċità, is-sinjal tal-feedback tal-kurrent u s-sinjal tal-feedback tal-pożizzjoni mill-mutur Id-DSP tgħaqqad dawn it-tliet sinjali biex toħroġ is-sinjal ta 'kontroll estern. Is-sinjal ta 'kurrent eċċessiv imdaħħal lura mill-parti tas-sewqan huwa sinjal 0, 1. Id-DSP dejjem jimmonitorja dan is-sinjal meta jkun qed jaħdem. Ladarba tkun immonitorjata, tfisser li l-mutur ikun mgħobbi żżejjed, u immedjatament jagħti sinjal biex il-mutur jitwaqqaf milli jdur, sabiex il-mutur ma jagħmilx ħsara. U gvernatur.
Is-sinjal tal-kontroll tal-veloċità maħruġ mid-DSP huwa kwantità diġitali. Din il-kwantità diġitali hija konvertita fi kwantità ta 'vultaġġ minn D / A għall-MC33035 għar-regolazzjoni tal-veloċità. Is-sistema tuża serje 12-bit D / A (TLV5616), segwita minn amplifikazzjoni tal-ewwel stadju (LM358), sabiex il-vultaġġ tal-ħruġ jista 'jiġi amplifikat skont ir-rekwiżiti ta' muturi differenti.
Il-komunikazzjoni bejn it-TMS320F2812 u l-PC issir permezz tal-bus 485. Fil-kontroll industrijali, l-applikazzjoni ta 'bus 485 hija komuni ħafna, id-distanza ta' trasmissjoni hija twila u l-prestazzjoni hija stabbli, għalhekk is-sistema tagħżel il-bus 485 għat-trasmissjoni.
2.2 parti tas-sewqan
Il-qalba tal-kontroll tal-parti tas-sewwieq hija MC33035, u l-mezzi tas-sewqan huma IR2183 u IRGP50B60PD1. Bħala l-qalba tal-kontroll tal-parti tas-sewqan, MC33035 jiddistingwi l-pożizzjoni tar-rotor tal-mutur skond is-sinjal tal-pożizzjoni mogħti lura mis-Hall tal-mutur biex jikkontrolla l-iswiċċjar ta 'l-IGBT.
Għalkemm l-IGBT għandu karatteristiċi superjuri fuq l-istat, xorta mhux faċli li l-IGBT itfi immedjatament. Matul id-debugging, instab li ftit burr meta l-IGBT ġie mitfi jikkawża l-mutur biex jisħon jew saħansitra jaħraq. Dan jeħtieġ miżuri korrispondenti fid-disinn taċ-ċirkwit, bħal reżistur imqabbad fit-terminal tal-ħruġ IR2183 u l-konnessjoni IGBT; għandha tingħata attenzjoni iktar attenta meta t-tqassim tal-PCB jgħaddi, u l-format għandu jkun simetriku.
Il-veloċità tal-mutur hija aġġustata bil-pin tal-kontroll tal-MC33035's 11-pin (input amplifikatur tas-sinjal ta 'l-iżball li ma jdaħħalx) li jirċievi sezzjoni ta' kontroll. Skond dan il-vultaġġ, sinjal ta 'modulazzjoni ta' wisa 'ta' impuls (PWM) huwa ġġenerat internament biex jikkontrolla tliet outputs ta 'sewqan fuq in-naħa t'isfel. Il-veloċità tal-mutur hija aġġustata billi tinbidel il-wisa 'tal-impuls tal-ħruġ biex jinbidel it-tul tal-IGBT on-time.
2.3 parti tal-wiri
Il-komponent ewlieni tal-kontroll tal-parti tal-wiri huwa AT89C51, u l-kmand huwa trasmess bejn il-parti tad-displej u l-parti tas-sewqan mill-port tas-serje ta 'AT89C51 u 2812 (jiġifieri, permezz ta' komunikazzjoni). Il-qawwa 5V meħtieġa għall-porzjon tal-wiri simultanju hija pprovduta mis-sezzjoni tal-kontroll.
Hawnhekk, il-veloċità tinġabar sal-aħħar tal-għadd tal-AT89C51 biex tinġabar is-sinjal tal-impuls tal-output tas-Hall. Dan is-sinjal huwa konvertit fi frekwenza u mibgħut lill-wiri ta 'tubu diġitali ta' seba 'segmenti. Hawnhekk, l-AT89C51 jaħdem bħala miter tal-frekwenza.
