[实用新型]一种基于DSP的两相交流电机变频控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电机控制领域，特别涉及一种基于DSP的两相交流电机变频控制系统。

背景技术

单项异步交流电机只需要单相交流电源供电，因而应用十分的广泛，如电动工具、家用电器、小型机床、仪表仪器等众多领域，它有着结构简单、成本低廉、应用和维护方便等特点。交流电机也可以采用两个绕组，这两个绕组按照90度角分开放置，通过在其中一相里串电容形成相位差，产生起动转矩，这就是两相交流电机，两相交流电机相比单相交流电机，无论是电机的转矩效率还是调速性能都将得到改善。

两相异步交流电机虽然有着以上众多的优点，但是缺点也很明显，性能低下、能源利用率低、不能进行高准确度的调速以及不能满足高精度的驱动需求。

实用新型内容

本实用新型的发明目的就是在于解决两相交流电机的上述问题。提出一种基于DSP的两相交流电机变频控制系统。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种基于DSP的两相交流电机变频控制系统,它包括功率电路，控制电路和检测电路三个部分；功率电路包括整流滤波电路以及逆变电路，整流滤波电路连接至逆变电路，最后接入交流电机；控制电路包括微处理器DSP和键盘与显示电路，键盘与显示电路通过RS232接口与微处理器DSP连接起来；微处理器DSP的PWM输出端连接至逆变电路的PWM输入端；检测电路包括电压采样电路、电流采样电路以及电机转速采样电路，电压采样电路一端连接所述逆变电路的输入端，一端连接至微处理器DSP的数据端，电流采样电路则与电机的电源输入端连接后，接入所述微处理器DSP的数据端，转速采样电路则与电机相连后，接入微处理器DSP的数据端。

整流滤波电路包含不可控整流桥、电阻R和电容C1，电阻R与电容C1连接后形成低通滤波电路与不可控整流桥连接形成所述整流滤波电路。

逆变电路采用的是高集成度的IPM智能功率模块PS21563-P。

微处理器DSP我们采用的是TMS320LF2407A,它是一种专门为电机控制的数字实现而设计的16位定点DSP。

键盘与显示电路我们采用的是SN74HC595D作为串行输入并行输出的移位寄存器直接连接数码管显示，键盘电路直接与DSP的I/O口相连。

电压检测电路我们利用的是电阻分压法的原理设计的。

电流检测电路我们利用的是霍尔元件检测法的原理设计的。

转速检测电路我们采用的是增量式光电编码器来监测电机的转速。

本实用新型是将交流电机在静止坐标系下的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，并且获得与直流调速系统相似的动、静态特性，这样就实现了解耦控制，加快了系统的响应速度。

检测电路方面我们采用的是电阻分压法测量电压，这样的方法简单、经济、高效，利用霍尔元件检测法测量电流，这样的方法适用性广，精度较高，线性度也较好，选择光电编码器来检测电机转速，这样得到的转速信号精准度高，而且可靠性高、抗干扰能力强。

附图说明

图1为控制系统整体框图。

图2为功率电路原理图。

图3为键盘与显示电路图。

图4为电压采样电路图。

图5为电流采样电路图。

图6为转速采样电路图。

具体实施方式

下面是结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

如图1所示：一种基于DSP的两相交流电机变频控制系统,它包括功率电路1，控制电路2和检测电路3三个部分；功率电路1包括整流滤波电路101以及逆变电路102，整流滤波电路101连接至逆变电路102，最后接入交流电机；控制电路2包括微处理器DSP 201和键盘与显示电路202，键盘与显示电路202通过RS232接口与微处理器DSP 201连接起来；微处理器DSP 201的PWM输出端连接至逆变电路102的PWM输入端；检测电路3包括电压采样电路301、电流采样电路302以及电机转速采样电路303，电压采样电路301一端连接所述逆变电路102的输入端，一端连接至微处理器DSP 201的数据端，电流采样电路302则与电机的电源输入端连接后，接入所述微处理器DSP 201的数据端，转速采样电路303则与电机相连后，接入微处理器DSP 201的数据端。