[实用新型]一种适用于多场合的中小功率无刷直流电机控制系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种无刷直流电机的控制系统，具体涉及一种适用于多场合的中小功率无刷直流电机控制系统。

背景技术：

目前，无刷直流电机控制系统主要工作于直流电源，这些控制系统对电源有严格要求，仅适用于特定工作场合，同时控制系统各控制单元相对独立、控制复杂、灵活性低、电源输入范围窄，系统实时控制调节性能较差。

发明内容：

本实用新型为克服现有技术的不足，提供了一种适用于多场合的中小功率无刷直流电机控制系统，其具有使用体积小、适用范围广、实时性好、控制精度高的特点。

本实用新型的适用于多场合的中小功率无刷直流电机控制系统，包括依次连接的电源、变换器、逆变器及无刷直流电机，为实现上述目的所采用的技术方案在于：所述无刷直流电机通过转速检测模块连接DSP控制器，电源通过输入电流检测模块连接DSP控制器，DSP控制器通过变换器驱动电路连接变换器、通过逆变器驱动电路连接逆变器，变换器和逆变器之间的母线通过母线电压电流检测模块经AD采样电路连接DSP控制器，逆变器与无刷直流电机之间的母线通过电压检测模块经AD采样电路连接DSP控制器，DSP控制器连接模式选择与参数设定模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述母线电压电流检测模块和电压检测模块分别通过保护模块连接DSP控制器，从而进行过压过流保护。

作为本实用新型的进一步改进，所述DSP控制器连接故障检测电路，从而进行故障报警。

作为本实用新型的进一步改进，所述DSP控制器分别连接RS232接口电路、CAN收发模块及显示模块，从而进行数据通信，并实时显示系统控制变量与系统外部运行数据，以便于实时调节电机运行状态、减小电机控制系统体积、增加系统集成度。

作为本实用新型的进一步改进，所述DSP控制器为TMS320F2812型数字信号处理器，其运行稳定、控制精准。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用数字信号处理器TMS320F2812为DSP控制器的主控芯片，由模式选择与参数设定模块设置控制系统的输入输出电压电流以及变换器的工作模式，可实时采集输入电流、母线电流电压与电机转速，并且采用智能PID控制方法来调节无刷直流电机的转速，通过转速、电压、电流三闭环控制使得控制系统具有良好的控制精度。本实用新型具有过压过流保护、错误报警等功能，使用范围广、实时性高、控制精度好，通过改变控制系统中选择的模式以及设定的参数来改变变换器与逆变器的工作模式，使得控制系统满足不同的实际应用场合的需要，实现了电机控制的自动化。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为功率主电路图；

图3为过压保护电路图；

图4为电流检测电路图；

图5为驱动电路图。

具体实施方式：

参照图1，该适用于多场合的中小功率无刷直流电机控制系统，包括依次连接的电源1、变换器2、逆变器3及无刷直流电机4，所述无刷直流电机4通过转速检测模块13连接DSP控制器10，电源1通过输入电流检测模块5连接DSP控制器10，DSP控制器10通过变换器驱动电路18连接变换器2、通过逆变器驱动电路17连接逆变器3，变换器驱动电路18和逆变器驱动电路17如图5所示，变换器2和逆变器3之间的母线通过母线电压电流检测模块15分别经AD采样电路16和保护模块12连接DSP控制器10，输入电流检测模块5和母线电压电流检测模块中的电流检测电路如图4所示，逆变器3与无刷直流电机4之间的母线通过电压检测模块14分别经AD采样电路16和保护模块12连接DSP控制器10，保护模块12的过压保护电路如图3所示，DSP控制器10分别连接模式选择与参数设定模块6、故障检测电路11、RS232接口电路7、CAN收发模块8及显示模块9。所述DSP控制器10采用TI公司的数字信号处理器TMS320F2812为主控芯片。

本实用新型以变换器2与逆变器3为控制对象进行控制系统设计，变换器2和逆变器3构成的功率主电路如图2所示。输入输出电压电流给定值与电机基速给定值由模式选择与参数设定模块6中的按钮经过信号调理传给DSP控制器10，输入电流通过输入电流检测模块5将检测到的电流信号利用DSP控制器10内部12位的AD采样电路16转换得到输入电流给定值。母线电压电流经母线电压电流检测模块15将电压电流信号利用外部AD采样电路16得到反馈信号与速度检测模块的反馈信号经过调理与DSP控制器10内部的FIR滤波，整定后分别作为母线电压电流反馈值与转速反馈值。母线电压设定值与反馈值进行比较经过模糊电压调节计算输出电流给定值，电流给定值与电压反馈值乘积得到功率给定值，功率给定值与通过电流反馈值与电压反馈值计算得到的功率反馈值比较，经过计算输出可变的PWM驱动波形，经变换器驱动电路模块18驱动变换器2，得到给定的母线电压电流。转速设定值与反馈值进行比较经过速度PID调节，将转速外环的输出作为电压内环的给定输入，将检测到的电压实际值与给定值进行比较，经过电压调节输出电流给定值，电流给定值再与反馈值比较，经过电流调节输出可变的PWM驱动波形，经逆变器驱动电路模块17驱动逆变器3，得到供给无刷直流电机4的电压电流。同时，通过RS232接口电路7以及CAN收发模块8可以使得控制系统外接其他设备便于联合控制，显示模块9实时显示控制系统外部运行参数，方便控制。故障检测11与保护模块12使得控制系统工作于安全可靠状态。DSP控制器10通过数字信号处理器TMS320F2812为主控芯片实时地调节控制系统中的变换器2与逆变器3，使得控制系统具有较广的使用范围。