CN203800852U - 一种永磁同步电机调速装置 - Google Patents
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Abstract
一种永磁同步电机调速装置，括上位机、DSP芯片、驱动电路和逆变电路、用于采集永磁同步电机反馈量的信号检测电路以及用于提供电能的电源模块；DSP芯片的控制端与上位机相连接，DSP芯片的输入端与信号检测电路的输出端相连接，DSP芯片的输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与逆变电路的输入端相连接，逆变电路的输出端与永磁同步电机的电源接口相连接。本实用新型装置简单，设计成本低，同时能够极大地提升装置的控制性能，使研究人员方便地对永磁同步电机脉宽调制方法进行研究。
Description
技术领域
本实用新型属于电机调速领域，具体涉及一种永磁同步电机调速装置。
背景技术
永磁电机具有结构简单、体积小、运行效率高、损耗小等特点。与感应电机相比，无需无功励磁电流，所以功率因素高。与直流电机相比，无换向器和电刷。并且随着永磁材料的不断提高，电力电子技术及控制理论、微处理器等微电子技术的不断发展，目前，永磁同步电机调速系统理论已经比较成熟，大多数人主要是利用系统建模，使用仿真做一些相关的研究，真正可行的调速装置的设计方案并不多，且过于复杂。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种永磁同步电机调速装置，该永磁同步电机调速装置成本低，能够使研究人员方便地对永磁同步电机脉宽调制方法进行研究。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括上位机、DSP芯片、驱动电路和逆变电路、用于采集永磁同步电机反馈量的信号检测电路以及用于提供电能的电源模块；DSP芯片的控制端与上位机相连接，DSP芯片的输入端与信号检测电路的输出端相连接，DSP芯片的输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与逆变电路的输入端相连接，逆变电路的输出端与永磁同步电机的电源接口相连接。
所述的DSP芯片为TMS320F2812芯片。
所述的信号检测电路包括用于检测永磁同步电机转速和位置的转速位置检测电路、用于检测永磁同步电机定子相电流的第一、二相电流检测电路以及用于检测逆变电路的电源接口处母线电压的母线电压检测电路。
所述的驱动电路采用集成型驱动芯片6ED003L06F。
所述的电源模块包括直流电源和电源电路，直流电源的输出端分别与逆变电路的电源接口和电源电路的输入端相连接，电源电路的输出端分别与驱动电路的电源接口、DSP芯片的电源接口相连接，直流电源的输出端与电源电路的输入端之间并联有电容器。
所述的上位机与DSP芯片采用RS232串口通信电路相连接，DSP芯片的下载口JTAG通过仿真器与上位机相连接。
所述的RS232串口通信电路连接在DSP芯片的串行通信接口上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型以DSP芯片为控制核心，并为其配备了驱动电路、逆变电路以及信号检测电路。信号检测电路采集永磁同步电机的反馈量输送到DSP芯片中，DSP芯片通过矢量控制输出SVPWM信号，用以驱动系统保护电路输出三相对称正弦电压，从而产生恒定的电磁转矩，最终实现对电机转速的控制。由于DSP芯片能够提高永磁同步电机的控制精度及控制性能，因此，本实用新型装置简单，且设计成本，同时能够极大地提升装置的控制性能，使研究人员方便地对永磁同步电机脉宽调制方法进行研究。
附图说明
图1为本实用新型的结构图。
其中，1—上位机，2—DSP芯片，3—转速位置检测电路，4—永磁同步电机，5—第一相电流检测电路，6—第二相电流检测电流，7—母线电压检测电路，8—驱动电路，9—逆变电路，10—直流电路，11—电源电路，12—电容器，13—RS232串口通信电路，14—仿真器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。
参见图1，本实用新型包括上位机1、DSP芯片2、驱动电路8、逆变电路9、用于采集永磁同步电机反馈量的信号检测电路以及用于提供电能的电源模块；所述的DSP芯片1为TI公司的高性能数字信号处理芯片TMS320F2812芯片，DSP芯片2上设置有下载口JTAG以及串行通信接口，RS232串口通信电路13连接在DSP芯片2的串行通信接口上，DSP芯片2的下载口JTAG通过仿真器14与上位机1相连接。DSP芯片2的输入端与信号检测电路的输出端相连接，驱动电路8的输出端与逆变电路9的输入端相连接，逆变电路9的输出端与永磁同步电机4的电源接口相连接。本实用新型的DSP芯片2为TI公司的TMS320F2812芯片，该芯片采用空间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM）来配置永磁同步电机三相逆变器的开关触发顺序及脉宽大小，同时研究逆变电路的设计，以达到为电机提供三相对称电压的目的。由于数字信号处理芯片TMS320F2812具有较高的运算速度和运算精度，具备逻辑控制和丰富的外设单元，简化了系统的硬件设计，降低了设计成本，并且极大地提升了系统的控制性能。有了这套装置，永磁同步电机脉宽调制方法的研究变得方便易行。
具体的，信号检测电路包括用于检测永磁同步电机转速和位置的转速位置检测电路3、用于检测永磁同步电机定子相电流的第一、二相电流检测电路5，6以及用于检测逆变电路9的电源接口处母线电压的母线电压检测电路7。
驱动电路采用集成型驱动芯片6ED003L06F。相对于传统的分立型驱动器，集成型驱动器可使系统性能更加稳定、可靠，极大地简化和加快了设计流程。
电源模块包括直流电源10和电源电路11，直流电源10的输出端分别与逆变电路9的电源接口和电源电路11的输入端相连接，电源电路11的输出端分别与驱动电路8的电源接口、DSP芯片2的电源接口相连接，直流电源10的输出端与电源电路11的输入端之间还并联有电容器12。
本实用新型的基本思想是利用信号检测电路采集永磁同步电机的反馈量，包括定子相电流、母线电压、转子位置和转速，以此为依据通过矢量控制输出SVPWM信号，用以驱动逆变电路，进而控制逆变电路的输出三相对称正弦电压，从而产生恒定的电磁转矩，最终实现对电机转速的控制。
本实用新型的电源电路主要是利用输入的直流电源信号产生为驱动电路8供电的电压+15V、信号检测电路供电电压+5V、TMS320F2812芯片所需要的电源信号+3.3V和+1.8V。信号检测电路检测到永磁同步电机的定子相电流、母线电压、转子位置和转速并输入到TMS320F2812芯片，TMS320F2812芯片利用永磁同步电机的定子相相电流、母线电压、转子位置和转速的信息产生6路PWM，6路PWM信号经过驱动电路8进行功率放大，然后驱动逆变电路9中的6个功率MOSFET，将直流母线电压“逆变”成频率和幅值都可调的三相交流电压，用以驱动永磁同步电机，这样就实现了本实用新型的电流环和转速环双闭环控制。
本实用新型属于低功率的永磁同步电机的调速装置,成本较低，学习和研究人员，可以以这套装置为平台，很方便地学习永磁同步电机脉宽调制方法的研究，而不再只是停留在建模与仿真的研究。
本实用新型采用的电子元器件均为已知产品，本领域技术人员根据本实用新型的技术方案即可知电子元器件的具体连接方式。
Claims (7)
1.一种永磁同步电机调速装置，其特征在于：包括上位机（1）、DSP芯片（2）、驱动电路（8）和逆变电路（9）、用于采集永磁同步电机（4）反馈量的信号检测电路以及用于提供电能的电源模块；DSP芯片（2）的控制端与上位机（1）相连接，DSP芯片（2）的输入端与信号检测电路的输出端相连接，DSP芯片（2）的输出端与驱动电路（8）的输入端相连，驱动电路（8）的输出端与逆变电路（9）的输入端相连接，逆变电路（9）的输出端与永磁同步电机（4）的电源接口相连接。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机调速装置，其特征在于：所述的DSP芯片（2）为TMS320F2812芯片。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机调速装置，其特征在于：所述的信号检测电路包括用于检测永磁同步电机转速和位置的转速位置检测电路
（3）、用于检测永磁同步电机定子相电流的第一、二相电流检测电路（5，6）以及用于检测逆变电路（9）的电源接口处母线电压的母线电压检测电路（7）。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机调速装置，其特征在于：所述的驱动电路（8）采用集成型驱动芯片6ED003L06F。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机调速装置，其特征在于：所述的电源模块包括直流电源（10）和电源电路（11），直流电源（10）的输出端分别与逆变电路（9）的电源接口和电源电路（11）的输入端相连接，电源电路（11）的输出端分别与驱动电路（8）的电源接口、DSP芯片（2）的电源接口相连接，直流电源（10）的输出端与电源电路（11）的输入端之间并联有电容器（12）。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机调速装置，其特征在于：所述的DSP芯片（2）上设置有下载口JTAG，上位机（1）与DSP芯片（2）采用
RS232串口通信电路（13）相连接，DSP芯片（2）的下载口JTAG通过仿真器（14）与上位机（1）相连接。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机调速装置，其特征在于：所述的DSP芯片（2）上设置有串行通信接口，RS232串口通信电路（13）连接在
DSP芯片（2）的串行通信接口上。
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| CN201420175853.4U CN203800852U (zh) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | 一种永磁同步电机调速装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106291352A (zh) * | 2015-05-26 | 2017-01-04 | 江森自控空调冷冻设备(无锡)有限公司 | 电机故障检测方法和装置以及电机故障保护系统 |
| CN111095777A (zh) * | 2018-01-29 | 2020-05-01 | 欧姆龙株式会社 | 马达控制装置及马达控制系统 |
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