无刷直流电机调速系统中的电.docx

1、无刷直流电机调速系统中的电无刷直流电机调速系统中的电子换向器无刷直流电机调速系统中的电子换向器电力电子技术研究的内容包括三个方 面：电力电子器件、变流电路和控制电路。 电力电子变流技术在工业化领域有着广泛 地应用。如电机拖动及其调速系统中都会用 到变流技术，因此简单、实用、控制准确的 触发和驱动电路就显得尤其重要。本文介绍 由8098单片机控制的一种电子换向器在IG BT逆变器中的应用，用于无刷直流电机的 调速系统。1系统硬件组成及其原理本系统为转速电流双闭环调速系统，被 控对象是无刷直流电机，如图1所示。无刷直流电机是由一组变流器、一台同 步电机和一个转子位置检测器组成。 主电路 由蓄电池,

2、电容以及IGBT逆变器组成，如图 2所示。但无刷直流电机中的变流器和一般 变流器不同，它受控于转子位置检测器，是 一个所谓“自控式逆变器。无刷直流电机 绕组中流过的电流和通常电机中所通过的 电流不同。以三相Y连接全控桥两两导通电 路为例，所谓两两导通是指每一瞬间只有两 个功率管道通，每隔1/6周期（60度电角 度）换向一次，每次换向一个功率管，每一 个功率管导通120度电角度。位置信号发生器既用来产生位置信号，又可输入 8098进 行测速和转向判别。S2王雀路图控制电路由8098单片机及其外围电路 组成。控制系统将直流电变成三相可调的交 流电，实现调压调速。电流环是利用滞回比 较器对电流进行跟

3、踪控制。转速环则是由8 098单片机实现转速的数字PI调节以及电 机运行状态的判别。外围电路主要是由键盘电路、数模转换 电路、EPROM(2764)驱动输出电路等组成。 由上述可知电机的调速系统应该是一个完整而又相对复杂的整体，由于篇幅有限，以 下仅对逆变器的触发和驱动电路作比较详 细地介绍。2.电子换向器根据三相桥式逆变器对触发脉冲的要 求，PWMfe子换向器即是综合电流调节器输 出的PWM信号、电机转向、转矩等多种控制 信号，产生逆变器开关触发信号的主要部 件。本系统使用一片EPROM2764）来实现 控制逻辑。即将2764的地址线作为输入信 号端，数据线作为输出信号端，预先将电机 各种运

4、行状态下的开关信号存入 EPROI中, 对应不同的输入信号，输出相应的控制信 号。电子换向器的电路图如图3所示。表1 为电机正常工作的情况下，处于正转电动状 态时的开关状态表。其中EPRO地址线所输 入的信号为：的10nt GHD封述F栅信号电流（两QDQ1他Q3A4 呛A6A7 朗 範A1QAll A12團4蠅动电踞團界盯PGMFFKC7L1弭乩工A1：电流调节器输出的PWM信号 调节器在本系统中采用的是滞回调节器TC1A0:保护信号，“ 1”：正常运行 故障运行。信号5 2：IczziRT11 1RT273JFRT4珂15ulr1R75FWMB态调节器），对电机定子电流进行直接跟踪 控制，

5、即将电流给定值和电流反馈的实时采 样值输入到比较器，有滞回比较器调节开关 元件的导通关断时间，从而调节电流大小，“ 1”：高电平。“ 0”：低电平。A2:转矩信号（电动、制动信号），“ T :电动状态，“ 0”：制动状态。A3A5转子位置信号（PAPBP）。A6:限速回馈制动信号，“ 1”正常， “0”制动。A7：紧急停机信号，“ T正常，“ 0” 停机。A8:转向信号，“ T正转，“0”反转。图中，与非门4049、非门7406以及和 它相连的电阻组成的电路的作用是完成电 平之间的匹配。3.驱动电路IGBT是集MOSFE的电压激励和GTR勺 大电流低导通电阻等优点于一体的器件， 其 驱动电路采

6、用IGBT的专用驱动模块EXB84 1,其驱动电路如图4所示。系统正常工作 时，当PWM信号为高电平时，EXB841的14 脚变低电平，在15脚和14脚之间有电流流 过，3脚和11脚间输出+15V电压，开通IG BT。当IGBT过流时，EXB841的6脚通过快 速二极管D1检测到C点电位升高，3脚输 出电压逐步降低，慢速关断IGBTo若延时 后过流仍未消失，则认为是真短路，5脚变 低电平，使光耦工作，输出封锁信号去封锁 PWM冲，使IGBT完全关断。驱动电路中的“ GND所指地为驱动电路地，为了安全， 图中驱动电路和控制电路通过光耦个离开 了，所以驱动电路和控制电路不共地。馆址，辱邁rtA61

7、A3-A201*1*WDFHT扣CPIt*It*(Pi申OBH-丨11310-iOQDDH*XX-b1 FJsiQFFv2|卩1卢2(K卢OOETHT呼2口卢2t1.E7H-0-!*I*322221POOEJHk*Ip，卢21*I*3坤CFFH-加如IP2322MEFH-Tin222i*3tk倍R0-L120-I*11.(k2OflEDH.X?XJ1/1/1*52wOFFHr0/I-1帖1*2MFffl-TW打丫w2”oh1OEDJj-0-1I-12旧Q*1I*32X*X?b1Kp1w2OFTH，嘉1并丼歯越SS*结束语：实验证明用EPRO实现电子换向功能，使设计的电路结构简单、集成度高、抗干扰 能力强、工作可靠、成本低廉，且便于和单 片机接口实现数字控制。