高可靠性無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器研究.pdf

1、無刷直流電機(jī)(BLDCM)具有輸出力矩大、控制精度高、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空航天、家電儀器、伺服控制等領(lǐng)域。隨著高性能的數(shù)字集成電路、新的電力電子器件和先進(jìn)的控制理論的應(yīng)用,無刷直流電機(jī)顯示出強(qiáng)大的生命力。因此,研究高可靠性無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有一定的理論價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本文主要研究并實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,整個(gè)驅(qū)動(dòng)器由控制模塊、驅(qū)動(dòng)及其保護(hù)模塊、電源模塊、檢測(cè)模塊、通信模塊、保護(hù)模塊組成?？刂撇呗圆捎盟俣?、

2、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu),速度環(huán)使轉(zhuǎn)速迅速跟隨給定電壓的變化,減少穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速誤差,電流環(huán)使電流對(duì)速度環(huán)的輸出量做出快速反應(yīng),加快動(dòng)態(tài)過程。驅(qū)動(dòng)器利用STM32內(nèi)部多個(gè)定時(shí)器硬件級(jí)聯(lián)和特有的預(yù)裝載寄存器,使換相過程變?yōu)橄仁鼓茌敵龊箜憫?yīng)中斷,并且PWM波是同步輸出,采用先驅(qū)動(dòng)后中斷的驅(qū)動(dòng)方式提高驅(qū)動(dòng)效率。
　　 設(shè)計(jì)中從硬件和軟件方面對(duì)可靠性進(jìn)行了特殊考慮。硬件對(duì)各模塊進(jìn)行嚴(yán)格隔離去耦和抗干擾設(shè)計(jì),去除電源干擾、機(jī)械振動(dòng)、電氣接觸不良等

3、因素對(duì)驅(qū)動(dòng)器安全的影響。此外,在控制器與驅(qū)動(dòng)芯片中加入CPLD檢測(cè)故障,使整個(gè)故障保護(hù)過程延時(shí)極短,提高驅(qū)動(dòng)器的可靠性,保證控制器、驅(qū)動(dòng)模塊和電機(jī)的安全。軟件可靠性主要采取以下措施:在CPLD中增加防共態(tài)導(dǎo)通邏輯,避免IPM模塊任意一相上下橋臂的IGBT同時(shí)導(dǎo)通;在捕獲中斷子程序中增加糾錯(cuò)程序,防止人為或者抖動(dòng)造成的換相錯(cuò)亂;利用軟件實(shí)現(xiàn)電流采樣的中值濾波,提高電流采樣的準(zhǔn)確性。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明驅(qū)動(dòng)器的軟硬件設(shè)計(jì)合理,穩(wěn)定性