ELDSPMCKIVDSP电机控制实验开发套件.docx

1、ELDSPMCKIV DSP电机控制实验开发套件ELDSPMK-IV SP电机控制实验开发套件一、适用范围：EDSMCKI:SP电机控制实验开发套件,以下简称MCV电机控制套件,是针对工科高校本科电气信息类、控制类、电气工程及其自动化专业以及自动化专业的实验教学而设计的一个系列产品,适合于DSP应用于电机数字控制的实验和技术研究。二、结构简介及特点:采用集成结构,能实现五种电机的控制，包括三相交流异步电机，直流有刷电机，直流无刷电机，永磁同步电机和三相步进电机。也可以单独控制一种电机，成本更低。1、产品结构特点(1）功率部件采用国际整流器IR公司的PM模块IRAS0UP0B,整体结构采用类似变

2、频器结构，所有功率电路和检测部件封装在机壳内部，使产品的安全性和可靠性更高。(）监控部分也安装在机壳内部,可以控制电源通断，电机选择和各种信息与状态观测;针对不同的电机，由于母线电压不一样,控制部分有自检功能,能通过不同的电缆连接区分不同的电机,各种母线电压不同的电缆所配备的航空插座芯数是不一样的，以防止用户接错，提高了系统安全性。(3)核心控制部件是DSP的CP板。板和控制接口板NF2以及控制接口板INF3组合成SPPU控制组合板,控制组合板直接插接到MCKIV前面板上,控制内部的功率部件,方便用户更换不同的CPU板卡组；目前有TMS30L2407、S32C282和T228335CP三种CP

3、U板。(4）控制对象是小型马达及加载装置和测速装置，它们都是通过电缆与功率部件或者CP板连接；不同的电机机组组成形式有所不同。三相交流异步电机和直流有刷电机采用欧姆龙公司的10线增量式旋转光电编码器，永磁同步电机采用多摩川公司的20线混合式光电编码器。直流无刷电机采用电机内部的霍尔信号传感器，三相步进电机不接测速装置。（5）人机接口采用液晶显示屏和薄膜开关按键,操作界面更友好，观察信息更方便。和磁粉制动器以及其他辅助控制功能由一个单片机进行控制,不占用SP的处理时间。()三相交流异步电机和永磁同步电机主电源采用单相220V交流整流电源，输出直流3，直流有刷电机主电源采用110V开关电源，直流无

4、刷电机和三相步进电机主电源采用V开关电源，可以根据实验设定输出电压；各种电动机在控制器端采用统一接口,在电机端采用不同接口；（7)主电源、逆变电路、负载控制电路和监控电路都集成在同一个机箱内,机箱则采用立式全铝外壳，有较好的屏蔽效果以及更加精美的外观设计；2、产品具有多种型号电机和多种配置方案产品共有如下6个型号,是针对不同的电机控制而设计:(1)EL-PMIVAC 三相交流异步电机控制实验开发套件(2）EL-SPCKIV-D 直流有刷电机控制实验开发套件（）ELDPMCKIVBLDC 直流无刷电机控制实验开发套件（4)EL-DSPMCIV-PMM 永磁同步电机控制实验开发套件（)EL-DSP

5、MCKI-BJ 三相步进电机控制实验开发套件(6）LDPMKIV五合一五种电机控制开发套件、实验套件硬件单元主电源(单相整流电源或者开关电源)控制器（新华龙单片机，LCD显示屏，薄膜开关按键,数控负载控制器)功率单元（IP模块,RAM06UP60B）控制电源（开关电源模块AC/DC，DC/C,给控制部分供电)PWM脉冲隔离(高速光耦)电流检测单元（线性光电隔离器）TI0系列主控CPU板(TM320LF20,TM3202812，M2F28335)DSP仿真器(SB接口）小功率机组(小功率电机负载+编码器，根据电机不同有所区别)4、软件资源为了更好的让客户在我公司的CKI马达控制套件这个硬件平台上

6、研究和开发更多更好的电机控制技术，我公司随产品一起销售各种电机的控制软件，提供源代码，但该软件的知识版权属于我公司,具体请参阅公司的技术保密协议。以下是部分软件模块:编号名称功能1Zhtest1.as速度电流双闭环电流磁链模型三相异步矢量控制程序，汇编语言编写，适用于2407PU板2aci3_速度电流双闭环电流磁链模型三相异步矢量控制程序,C语言编写,适用于2812CP板3e2.asm速度电流双闭环直流有刷电机控制程序,汇编语言编写,适用于47CU板dcor.c速度闭环直流有刷电机程序，C语言，适用于812CP5t3.as速度电流双闭环永磁同步矢量控制程序,汇编语言编写，适用于240CP板6p

7、mm3_c双闭环永磁同步矢量程序,C语言，适用于282U7Zhtest4.sm直流无刷电机控制程序,汇编语言编写，适用于24PU8bldc_直流无刷电机程序，C语言编写,适用于282CUhest5.as三相步进电机控制程序,汇编语言编写,适用于2407CPU0ldc3_2c三相步进电机程序,C语言编写，适用于2812PU11Ss_initASM异步电机矢量控制系统初始化程序K.SMR变换程序1IPAK.AMPRK逆变换程序14CLK.AMCLARE变换程序15SVGEND.ASM电压空间矢量计算程序1SINTB0.ASM正弦函数表7RAMPESM磁链给定程序18PGN.APWM波形产生程序19

8、II.ASM电流P程序20PID_SPDA速度PID程序1E_DVSM脉冲捕获程序2SPEED_R.SM速度计算程序3Ieg2.AS电流测量计算程序4C_MO.AD转子磁链位置及速度计算程序三、实验项目：CKV电机控制套件既能进行脱机演示实验，也能进行仿真实验。演示实验就是在不连接电脑和仿真器的情况下进行电机运行实验,主要目的是验证控制器和各机组是否正常,五种电机的演示实验程序都已经烧录在DPCP中,在该类实验中，三相异步和永磁同步电机的演示程序采用开环控制,直流有刷电机和直流无刷电机演示程序采用单速度闭环控制程序,所以请不要做带载实验。仿真实验是连接电脑和仿真器进行实验,便于用户进行算法研究

9、，学习和研究电机控制技术。其中20PU仿真控制程序是汇编语言编写，281C和233CPU仿真控制程序是语言编写。以下是2CPU板、812CP板和33CPU板能进行的仿真实验:实验一 带速度传感器的三相异步电动机FOC控制方案1.步骤一：开环启动功率单元测试实验2.步骤二：电流和速度测量模块测试实验3.步骤三:电流模型磁链计算模块测试实验4.步骤四：电流闭环调节器功能测试实验5.步骤五：电流速度双闭环系统功能测试实验实验二 直流有刷电动机双闭环PM控制方案1.步骤一：开环启动电流速度测量测试实验2.步骤二：电流闭环调节器功能测试实验3.步骤三：电流速度双闭环系统功能测试实验实验三 直流无刷电动机

10、WM控制方案1.步骤一：开环启动，寻找最佳换相表测试实验2.步骤二:在最佳换相表状况下开环启动并换向测试实验3.步骤三:速度闭环系统功能测试实验实验四 永磁同步电动机FOC控制方案1.步骤一:开环启动功率单元测试实验2.步骤二：电流和速度测量模块测试实验3.步骤三：相位初始化测试实验4.步骤四:电流闭环调节器功能测试实验5.步骤五：电流速度双闭环系统功能测试实验实验五 步进电机DS控制方案1.步骤一:固定步数六拍工作模式实验2.步骤二:固定步数十二拍工作模式实验(2407CU独有）3.步骤三:连续两相六拍工作模式实验4.步骤四：连续十二拍工作模式实验（247PU独有)四、成套产品配置:1.三相

11、交流异步电机DSP控制实验开发套件L-DPMCKIV-AC(单电机方案)设备名称型号备注SPCU板v系列CPU板echv-24三选一或多选Tchv-282Teh-2335SP仿真器US型仿真器EL-BDS50控制器三相交流异步电机控制器MCIV-C必配三相交流异步电机机组三相异步电机YS624G磁粉制动器(m，2牛米)CZ光电编码器(10线，增量式）E6-CWZ一体化底板中板40m弹性联轴器ML-3-00M38-06其他电缆、指导书、光盘附带三相交流异步电机参数:接线:7芯16航空插座极对数:2极对额定电压：三相交流220，角形接法额定电流/功率/频率:08安/80瓦/50赫兹额定转速/转矩：

12、1400转每分（rm)/05牛米数控负载允许输入电流值:150毫安(m)= 0.6牛米图1 三相交流异步电机机组图片2.直流有刷电动机DSP控制实验开发套件ELDSMCKV-D（单电机方案)设备名称型号备注PCP板Tec系列CPU板Techv-2407三选一或多选ec-81Tec-835S仿真器SB型仿真器EL-USB-XDS510控制器直流有刷电机控制器MKIDC必配直流有刷电机机组直流有刷电机9SZ51磁粉制动器（50ma,2牛米)C-0光电编码器（1000线，增量式）E62-CWZC一体化底板中板450mm弹性联轴器ML13819138-006其他电缆、指导书、光盘附带直流有刷电机参数：

13、接线:5芯6航空插座励磁方式电压/电流:他励直流10伏/小于0毫安额定电压电流/功率：直流10伏/1安培/瓦额定转速:40转每分(p)额定转矩:.5牛米(N）数控负载允许输入电流值:0毫安（a)0.牛米图2直流有刷电机机组图片3.直流无刷电动机DS调速控制套件L-DSPCKV-BLDC(单电机方案）设备名称型号备注DPC板Tehv系列P板Techv2三选一或多选Techv22Techv28335DSP仿真器UB型仿真器ELUBX10控制器直流无刷电机控制器MCKIVBLDC必配直流无刷电机机组直流无刷电机57L-73N1磁粉制动器(50ma,2牛米）Z-0一体化底板短板50mm弹性联轴器M1-

14、8-008其他电缆、指导书、光盘附带直流无刷电机参数:接线:芯1航空插座额定电压/电流/功率：直流24伏 / 4安培/7瓦额定转矩：.23牛米(Nm)额定转速:3000转每分（rpm）极对数：5极对数控负载允许输入电流值:50毫安(）= 02牛米图3直流无刷电机机组图片4.永磁同步电动机DSP控制实验开发套件ELDSPMCKIV-PMSM（单电机方案）设备名称型号备注DSPCPU板ehv系列PU板Tehv-2407三选一或多选Thv-21echv-835DS仿真器UB型仿真器L-SBXD51控制器永磁同步电机控制器MCKIV-PM必配永磁同步电机机组永磁同步电机60B20C多摩川2500线，差

15、分式电机自带内装磁粉制动器(50ma,牛米)C-02一体化底板短板35mm弹性联轴器ML1-381410其他信号电缆、指导书、光盘附带面装式永磁同步电机参数：接线:7芯航空插座额定电压：交流22伏,角形接法额定电流/功率：1.7安 0瓦 额定转速/转矩：300转每分 /0.64牛米极对数:4极对转子惯量:.1千克平方厘米机械时间常数：12毫秒电气时间常数：2.45毫秒数控负载允许输入电流值：150毫安(ma）= 0.6牛米图4永磁同步电机机组图片5.三相步进电动机DSP控制实验开发套件LDSMCKVS(单电机方案)设备名称型号备注DSPCPU板ehv系列CPU板Tecv-20三选一或多选Tv-

16、21Tchv-28335DS仿真器SB型仿真器EL-SB-DS510控制器三相步进电机控制器MKSM必配三相步进电机三相步进电机(带指针)BYGH350L其他电缆、指导书、光盘附带三相步进电机参数：引线方式：芯16航空插座引线定义：(黑）（V棕）3（W兰)(悬空）额定电压:直流4伏静态相电流：6安保持转矩:0.9牛米（N）定位转矩：0.08牛米(N）步距角:06/1.度图 三相步进电机图片6. 多电机DSP调速控制套件E-DPKIV(多电机方案）设备名称型号备注DP处理部分Tecv系列U板Techv2407三选一或多选Tecv-28Tecv-285DSP仿真器USB型仿真器EL-USB-XD5

17、0控制器多电机调速控制器CKV必配三相交流异步电机机组三相异步电机YS5624G 选配磁粉制动器(500m，牛米)CZ-0光电编码器（00线,增量式)EB2-W6一体化底板中板450mm弹性联轴器ML18-010138-06直流有刷电机机组直流有刷电机0SZ51G选配磁粉制动器（0ma,2牛米)CZ-02光电编码器(000线，增量式）E6B2-CWZ6C一体化底板中板50m弹性联轴器ML-38-109L1-38-1006直流无刷电机机组直流无刷电机57BL-070N选配磁粉制动器（50ma，2牛米)Z-02一体化底板短板350mm弹性联轴器ML1-38-1008永磁同步电机机组永磁同步电机60

18、B02C选配多摩川2500线,差分式电机自带内装磁粉制动器(00m,牛米）CZ02一体化底板短板30mm弹性联轴器1-381410三相步进电机三相步进电机(带指针）7BYGH35C选配三相交流异步、直流有刷电机组合机组三相异步电机YS5624G 选配直流有刷电机90SZ51G磁粉制动器(500a,2牛米)CZ-02光电编码器(100线，增量式）E6B2W一体化底板长板0mm弹性联轴器（两个）ML1-38-109弹性联轴器L1-38-10其他电缆、指导书、光盘附带说明：如果三相交流异步电机和直流有刷电机都选择的话建议选择这两者的组合机组,这样可以节省成本。对于三相交流异步电机机组、直流有刷电机机

19、组、直流无刷电机机组、永磁同步电机机组和三相步进电机,前面已经有图片，下面是三相交流异步电机、直流有刷电机组合机组的图片。图6三相交流异步、直流有刷电机组合机组图片五、产品图片对于不同的电机需要配置不同的机组，每种机组的图片在上面都已经有了,这里不再重复，下图是驱动器的图片,前面提到的CKIV-、MKIV-DC、MIVBLDC、KIV-PMSM、MCKV-M以及MCV六种控制器外观全部都是一样的，如下图所示。图7 MCIV驱动器图片图8是Tech-07板卡和MCKIV-IN2以及MKIV-INF3组合在一起的组合板卡图片,他们组合后直接插在控制器的前面板上。要注意的地方是:当要做演示实验时，也

20、就是不连接电脑做脱机实验，要将拨码开关S1从右边数第一个开关按下去处于“ON”的位置，其他几个弹起来,当要做仿真实验时，请将拨码开关S1从右边数第一个开关弹起来处于“OF”的位置。另外,当连接的机组是三相交流异步电机机组、直流有刷电机机组或者他们的组合机组或者直流无刷电机机组时，光电编码器采用的是100线的增量式光电编码器或者霍尔信号传感器,此时要将拨动开关J拨向左侧标有“LIN1000”的一边。当连接的是永磁同步电机机组时要将拨动开关JP拨向右侧标有“INE200”的一边。图8 DSCU（207)组合板图9是Tehv-12板卡和MKIV-INF2以及MV-N3组合在一起的组合板卡图片,他们组

21、合后直接插在控制器的前面板上。要注意的地方是：要将拨码开关1从右边数第二个开关按下去处于“ON”的位置，其他几个弹起来。另外，当连接的机组是三相交流异步电机机组、直流有刷电机机组或者他们的组合机组或者直流无刷电机机组时，光电编码器采用的是00线的增量式光电编码器或者霍尔信号传感器,此时要将拨动开关J拨向左侧标有“LINE100”的一边。当连接的是永磁同步电机机组时要将拨动开关J1拨向右侧标有“LNE2500”的一边。图9 DCU（12)组合板图10是eh28335板卡和MCK-N2以及MCKIVNF组合在一起的组合板卡图片,他们组合后直接插在控制器的前面板上。当连接的机组是三相交流异步电机机组

22、、直流有刷电机机组或者他们的组合机组或者直流无刷电机机组时,光电编码器采用的是100线的增量式光电编码器或者霍尔信号传感器，此时要将拨动开关拨向左侧标有“LINE100”的一边。当连接的是永磁同步电机机组时要将拨动开关J1拨向右侧标有“IE20”的一边。图10 SPCPU（25）组合板图1是驱动器、DPCPU组合板以及机组连接的示例图:图11 驱动器、机组以及DSPPU组合板的连接图片CIV电机控制套件既可以将电机控制程序烧录到DSP的flas中进行脱机演示实验，也可以连接电脑进行仿真实验，上图是进行脱机演示实验时的接线图，此时不需要连接电脑和仿真器,只需将驱动器、机组和SPPU组合板进行连接即可，如上图所示，针对不同的电机控制实验，我们只需要更换相应的机组就可以了,具体演示实验请参考MCIV演示实验指导书。产品出厂时已经把电机控制程序烧录到DSPCPU中了。如果做仿真实验，只要通过仿真器把CP的接口和电脑连接起来就可以了，具体实验过程请参考实验指导书，根据不同的CPU选择不同的实验，CPU板为240,请参看MCKIV47实验指导书，P板为282，请参看CKIV2812实验指导书,PU板为2833,请参看MCKI8335实验指导书。