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简阳市西门子代理商 永磁同步电动机矢量控制系统需要的转子磁极位置和速度信息,以进行控制电压的调整。为了提高控制系统的精度,转子位置检测器可采用混合式光电编码器。本系统采用混合式光电编码器,输出的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-六路信号,经过滤波以后,为提高反馈信号的抗干扰能力,送入正交线性接受器DS3486,后输出有关转速、转向、原点位置及相对角位移的数字信号A+、B+、Z+。输出的HALLA/B/C三路信号,给出了电机转子的初始和初始的位置。采用混合式光电码盘对伺服电机的位置进行采样,获得位置反馈信号。将位置反馈信号送入TMS320F2407A的事件管理模块中进行后处理。事件管理模块具有正交脉冲电路(QEP电路),当QEP电路被使能时,会对引脚QEP1和QEP2上的正交编码输入脉冲进行和计数。这样对位置的检测不需要其他外围电路,电路简单可靠。从上述可以看出,位置环的有关硬件设计简单可靠。在这个系统中,位置环的设计主要是在DSP中用简单的软件设计实现的,该部分将在软件设计中具体介绍。

3.2速度环设计

简阳市西门子代理商 从光电编码器中输出的A、B信号是2个互差90°的脉冲序列,从这2个信号能计算出电动机速度和转动方向。采用混合式光电码盘对伺服电机的速度进行采样,获得速度反馈信号。将速度反馈直接送入IRMCK201芯片中,进行速度闭环的处理。速度环主要由IRMCK201来解决,只要设定IRMCK201速度环寄存器相应的值,就可实现速度闭环。由此可以看出,速度环的设计完全是靠硬件实现的,不需要任何软件设计,省去了很大的一部分工作。

3.3IR2175与霍尔电流传感器实现电流环

IR2175是一个单片式线性电流传感器,是针对电机驱动应用而设计的。使用IRMCK201芯片实现伺服系统时,电流反馈用采样电阻结合IR2175作为电流的反馈回路。采样电阻对伺服电机的相电流进行采样,输出260mV以内的采样电压信号,将该信号输入到电流传感器IR2175中,通过它的内部处理后输出一个占空比随电流幅值大小改变的脉冲信号。该脉冲信号经过光电隔离后送入IRMCK201中,作为伺服电机的电流反馈信号。由于IR2175的输入电压限制在±260mV之间,当采样电阻一定时,主回路的电流就被限制,即系统的功率等级被限制,很难实现功率型伺服系统。在本方案中,采用霍尔电流传感器加取样电阻和IR2175的方法来解决功率等级受限的问题,可实现功率型的位置伺服系统。用霍尔电流传感器(可以根据功率等级的需要进行选型)对电机相电流进行采样,输出接一个取样电阻获得一个±260mV之间的电压。将该电压作为IR2175的输入,IR2175的输出通过光耦送入IRMCK201中进行计算。一路电流反馈的示意图如图2所示。

3.4DSP与IRMCK201之间通信接口设计

简阳市西门子代理商 DSP的低8位数据线与IRMCK201的8位并行数据线相连,将IRMCK201作为DSP的外围接口扩展芯片,用I/O空间选择信号和并口的高三位信号通过GAL进行译码作为它的片选信号。

在电动机运行过程中,DSP要实时访问IRMCK201的寄存器并进行配置,因此它们之间的通信对可靠性和快速性的要求就比较高。本方案采用并口方式,经GAL16V8B译码实现DSP与IRMCK201的准确、可靠通信。图3为DSP与IRMCK201的通信接口电路。

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