一種無刷直流電機的dsp控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無刷直流電機的DSP控制裝置。包括核心控制器模塊、安卓APP監(jiān)控模塊、上位機顯示和控制模塊、電機實時狀態(tài)監(jiān)測模塊、驅動電路模塊、功率變換器模塊以及光耦隔離模塊；其中，所述核心控制器模塊分別連接安卓APP監(jiān)控模塊、上位機顯示、控制模塊以及電機實時狀態(tài)監(jiān)測模塊，用于實時的數(shù)據(jù)處理以及對電機的實時控制。本實用新型通過實時檢測電機運行狀態(tài)參數(shù)，并結合實際的電機參數(shù)，為無刷直流電機提供最合理的、最可靠的控制，并且可以通過安卓APP實時的監(jiān)測和控制電機的運行狀態(tài)。
【專利說明】
一種無刷直流電機的DSP控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，具體涉及一種無刷直流電機的DSP控制裝置。
【背景技術】
[0002]目前現(xiàn)有的電機調(diào)速系統(tǒng)技術具有可靠性低、體積大、結構復雜等缺陷。
[0003]作為一種新型的調(diào)速系統(tǒng)，無刷直流電機(BL D CM)控制系統(tǒng)憑借其良好的控制和運行性能而在生產(chǎn)生活中呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Αo刷直流電機采用電子換向裝置代替了傳統(tǒng)直流電機的機械換向裝置，又具有與直流電機類似的機械特性，其磁鋼置于轉子上，通過不斷地變換定子繞組通電方式產(chǎn)生旋轉磁場驅動轉子轉動。由于轉子采用了永磁體結構，無刷直流電機具有體積小、重量輕、結構簡單的特點。隨著電力電子技術的發(fā)展，無刷直流電機的應用越來越廣泛。
[0004]隨著科技的高速發(fā)展，各類用于電機控制的高性能控制器的種類與功能越來越豐富，數(shù)據(jù)處理能力也越來越強大，例如TI公司的TMS320F2812DSP芯片作為系統(tǒng)控制器，其主控電路最大的優(yōu)勢在于其數(shù)據(jù)處理能力強，功能模塊豐富，因而能夠幫助減少復雜的硬件電路設計，實現(xiàn)無刷直流電機閉環(huán)調(diào)速，而且具有良好的穩(wěn)定性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種無刷直流電機的DSP控制裝置。通過實時檢測電機運行狀態(tài)參數(shù)，并結合實際的電機參數(shù)，為無刷直流電機提供最合理的、最可靠的控制，并且可以通過安卓APP實時的監(jiān)測和控制電機的運行狀態(tài)。
[0006]為了實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0007]—種無刷直流電機的DSP控制裝置，包括核心控制器模塊、安卓APP監(jiān)控模塊、上位機顯示和控制模塊、電機實時狀態(tài)監(jiān)測模塊、驅動電路模塊、功率變換器模塊;其中:
[0008]所述電機實時狀態(tài)監(jiān)測模塊用于采集電機的實時轉速、電流電壓以及霍爾轉子位置信號，并將采集到的上述信號發(fā)送給核心控制器模塊;包括霍爾轉子位置采集模塊、電流采集電路、電壓采集電路以及轉速采集模塊；
[0009]所述上位機顯示和控制模塊用于將電機的實施轉速、電流電壓及霍爾轉子位置數(shù)據(jù)顯示出來；
[00?0]所述安卓APP監(jiān)控模塊與核心控制模塊控制連接，用于對無刷直流電機的母線電壓和電流實時監(jiān)測以及對無刷直流電機的實時控制；
[0011]所述的功率變換器模塊分別與核心控制器模塊、驅動電路模塊以及無刷直流電機相連，用于將直流電轉換為控制無刷直流電機的交流電。
[0012]所述核心控制器模塊的具體型號為TMS320F2812。
[0013]所述安卓APP監(jiān)控模塊采用串口轉WIFI模塊。
[0014]所述核心控制器模塊和功率變化器之間通過光耦隔離模塊實現(xiàn)隔離。
[0015]所述的光耦隔離模塊采用的光耦型號為HCPL-063。
[0016]與現(xiàn)有的技術相比，本實用新型一種無刷直流電機的DSP控制裝置的有益效果是:
[0017]本實用新型采用TMS320F2812電機控制專用DSP控制器，能大大提高無刷直流電機的控制精度和穩(wěn)定性;與采用普通的單片機做為無刷直流電機控制器相比，其具有良好的調(diào)速性能和穩(wěn)定性，降低了電機的轉矩脈動；同時，本系統(tǒng)采用安卓APP可實時方便快捷的監(jiān)測和控制無刷直流電機。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的總體結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的TMS320核心控制器的系統(tǒng)方框圖；
[0020]圖3為本實用新型的功率變換器(三相全橋)電路原理圖；
[0021 ]圖4為本實用新型的光耦隔離電路原理圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的說明，但是此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]本實施例系統(tǒng)的總體結構示意圖如圖1所示，提供了一種無刷直流電機的DSP控制裝置，包括TMS320核心控制器模塊、電機實時檢測模塊、安卓APP監(jiān)控模塊、上位機顯示和控制模塊、電機實時狀態(tài)監(jiān)測模塊、驅動電路模塊、功率變換器(三相全橋)模塊以及光耦隔離模塊。直流穩(wěn)壓電源一方面為TMS320核心控制器提供穩(wěn)定的3.3V電壓，另一方面TMS320核心控制器通過控制功率變換器(三相全橋)模塊的開關管的導通順序將直流電通過三相橋式逆變電路為無刷直流電機提供交流電，其中TMS320核心控制器通過光耦隔離模塊與功率變換器(三相全橋)進行隔離，以保證系統(tǒng)的安全。
[0024]TMS320核心控制器模塊還與電機實時狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)測模塊相連，實時檢測無刷直流電機的實時轉速、實時電流電壓以及轉子位置。同時TMS320核心控制器還與安卓APP監(jiān)控模塊相連，實時可以監(jiān)測無數(shù)直流電機的母線電壓和母線電流、P麗的占空比、電機的狀態(tài)響應曲線以及控制電機的轉速和正反轉。
[0025]本實施例的TMS320核心控制器系統(tǒng)框圖如圖2所示，TMS320F2812為本系統(tǒng)采用的核心控制芯片的具體型號，其外圍電路包括JATG接口、Pmi波形輸出接口、A/D轉換接口、夕卜設電路、外擴RAM/FLASH存儲、復位電路、時鐘電路、電源電路和CAN總線通信電路。
[0026]本實施例的功率變換器(三相全橋)模塊如圖3所示，在驅動電路和主控芯片的共同作用下，可以控制相應的功率管的開關。功率管的導通組合分為叭04，0302，0106，0306，Q5Q2和Q5Q4這六種。而功率管的通斷順序為無刷直流電機的運行提供所需的交流電。每個功率管的柵極處都連接了一個限流電阻，對功率管起到保護作用。
[0027]本實施例的光耦隔離電路如圖4所示，由于DSP的GP1管腳最高只能承受3.3V的電平，所以對于從DSP中輸出的六路PWM波，要先利用HCPL-063芯片將其進行相應的隔離，以達到防止DSP被燒毀的目的，最后再被送入到MOS管驅動電路。I號引腳連接阻值為470 Ω的電阻R16，然后連接數(shù)字電壓為+5V的電源上，2號引腳連接DSP的PffMl引腳，3號引腳連接DSP的PWM2引腳，4號引腳連接阻值為470 Ω的電阻Rl7，然后連接數(shù)字電壓為+5V的電源上，5號引腳接地，6號引腳連接DSP的GPWM2引腳，7號引腳連接DSP的GP麗I引腳，8號引腳連接模擬電壓為+5V的電源。
[0028]綜上所述，本實用新型上述實施例的一種無刷直流電機的DSP控制裝置，具有良好的控制精度和穩(wěn)定性能，功能強大，結構較簡單。TMS320F2812主控制器不僅擁有事件管理器(EVA/EVB)，還有AD數(shù)據(jù)采集與其相配套，這使得該DSP控制芯片能夠更游刃有余地對電機進行控制。并且實現(xiàn)了安卓APP對無刷直流電機的實時監(jiān)測和控制，為以后對無刷直流電機監(jiān)測和控制提供了新的方向。
【主權項】
1.一種無刷直流電機的DSP控制裝置，其特征在于:包括核心控制器模塊、安卓APP監(jiān)控模塊、上位機顯示和控制模塊、電機實時狀態(tài)監(jiān)測模塊、驅動電路模塊、功率變換器模塊;其中: 所述電機實時狀態(tài)監(jiān)測模塊用于采集電機的實時轉速、電流電壓以及霍爾轉子位置信號，并將采集到的上述信號發(fā)送給核心控制器模塊;包括霍爾轉子位置采集模塊、電流采集電路、電壓采集電路以及轉速采集模塊； 所述上位機顯示和控制模塊用于將電機的實施轉速、電流電壓及霍爾轉子位置數(shù)據(jù)顯示出來； 所述安卓APP監(jiān)控模塊與核心控制模塊控制連接，用于對無刷直流電機的母線電壓和電流實時監(jiān)測以及對無刷直流電機的實時控制； 所述的功率變換器模塊分別與核心控制器模塊、驅動電路模塊以及無刷直流電機相連，用于將直流電轉換為控制無刷直流電機的交流電。2.根據(jù)權利要求1所述的一種無刷直流電機的DSP控制裝置，其特征在于:所述核心控制器模塊的具體型號為TMS320F2812。3.根據(jù)權利要求1所述的一種無刷直流電機的DSP控制裝置，其特征在于:所述安卓APP監(jiān)控模塊采用串口轉WIFI模塊。4.根據(jù)權利要求1所述的一種無刷直流電機的DSP控制裝置，其特征在于:所述核心控制器模塊和功率變化器之間通過光耦隔離模塊實現(xiàn)隔離。5.根據(jù)權利要求4所述的一種無刷直流電機的DSP控制裝置，其特征在于:所述的光耦隔離模塊采用的光耦型號為HCPL-063。
【文檔編號】H02P6/10GK205647310SQ201620455548
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】柴俊, 李坤, 過磊
【申請人】無錫機電高等職業(yè)技術學校