日期:2022-07-27 16:36:29浏览量:8215
本系统主要由辅助电源、控制器及外围电路、电动机驱动电路、检测电路和系统保护电路等几部分组成。无刷直流电动机的渊速原理为:TMS320F2812控制器通过捕获单元捕捉无刷直流电动机转子位置传感器HALL1、HALL2、HALL3高速脉冲信号,检测转子转动位置,并根据转子的位置发出相应的指令改变PWM信号的当前值,进而改变直流电机驱动电路(三相桥式逆变电路IGBT)中功率管的导通顺序,实现电机转速和转动方向的控制。
下面重点介绍系统中的转子位置检测电路、相电流检测电路、驱动电路、系统保护电路等。
2.1 转子位置检测电路
本设计方案中,位置检测环节采用了3个位置间隔120°分布的霍尔传感器,由霍尔器件所输出的转子位置脉冲信号送到功率变换电路后,经处理后送入DSP的CAP单元,DSP通过读取霍尔元件的状态值,来确定转子的当前位置,再通过改变PWM的占空比改变MOSFET管的导通顺序,改变IGBT的导通顺序,实现电机的换相和电机转速的调节。
霍尔位置传感器输出的信号先由阻容滤波电路处理,然后冉经过六路施密特触发反相器SN74HC14N整形后送入DSP的CAP单元进行处理计算。由于霍尔位置传感器输出为5V电平信号,为了与DSP的3.3V电平相匹配,需要进行电平逻辑转换,在此通过施密特触发器输出端串联匹配电阻的方法来实现。三相霍尔位置检测电路如图4所示。
2.2 相电流检测电路
在对电路中电流信号进行检测时,由于霍尔元件输出的电流较小,故采用在直流侧母线中串采样小电阻的方法,先将电流信号转化为电压信号,然后再经过放大隔离处理后送入模数转换器A/D。其中光耦隔离器件选择的是6N137。电流检测电路图如图5所示。
其中R22(0.05Ω/3W)为直流侧母线端的采样电阻,首先将电阻两端的压降信号经过阻容滤波电路滤波,然后经过运算放大器放大,以满足TMS320F2812中A/D转换单元的采样范围(0~3V)的要求。电路中采用了单路高精度双极性运算放大器OP07。图中的二极管D6起稳压保护作用,确保AD0的输入电压存0~3V的范围内,另外,通过光藕合器6N137将干扰路径切断,减小噪声的干扰。