基于TMS320LF2407A的异步交流电机控制系统设计
TMS320LF2407A芯片支持在线调试,图6.7给出了其调试模块电路
JTAG的原理图
图6.7 JTAG调试接口电路
6.3.2 DSP的其他外围电路 (1)滤波电路
由于DSP芯片对信号处理能力很强,所以对干扰信号的处理也同样重要,滤波电路(图6.8)的主要功能就是滤除电源和接地端之间的电磁干扰信号。
图6.8 滤波电路
(2)总线通讯接口电路
CAN总线接口电路(图6.9)用CAN总线专用芯片SN65HVD251,SN65HVD251是专用于的串行通信物理层接口IC,它能以高达1Mbps的速率,实现数据差分发送到总线和从总线差分接收数据到CAN控制器。为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,采用6N137芯片电路(图6.10)进行光电隔离。
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图6.9 总线接口电路
图6.10 光电隔离电路
(3)485接口电路
485接口电路是DSP的数据下载电路,支持485的串行通信协议,由于数据从PC机下载时是5伏电压,所以先经过光电隔离电路(图6.11)后由专用芯片连接到DSP的数据收发端。
图6.11 485接口电路
(4)PLL震荡电路
PLL震荡电路(图6.12)为DSP的外部震荡电路,可以把时钟电路提供的频率按一定倍率放大,PLL震荡电路解决了晶振超过20MHz时的波形不标准问
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题,通过该电路把低于20MHz的标准波形频率倍放很大后依然保持良好的波形
[15]
。
图6.12 PLL震荡电路
(5)主供电电源
主供电电源采用上海嘉尚公司的JS158,该模块具有独立8路输出,输出电流强劲,输入电压范围宽,保护全等优点,适合于所有变频驱动器的电源。可提供300mA最大1A的5V电压;±15V电压,30-50V之间母线电压取样等电压电流.
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7交流电机控制系统DSP的硬件电路设计
7.1系统总体结构
系统的总体结构图,如下图7.1
过流保护电路TMS320LF2407A控制单元光耦隔离电路电流检测转速检测过压检测电路IPM智能功率模块三相交流异步电机整流模块A C 图7.1 整体框架图
系统采用采用交-直-交电压型电路,控制部分以TMS320F2407A DSP控制器芯片为核心,用来完成异步的电流环、速度环的算法实现,主回路包括整流电路、滤波电路以及智能功率模块IPM逆变电路,空间矢量PWM波(SVPWM)的产生等。辅助电路包括、电流检测电路、速度检测电路、故障检测保护以及串行通信电路等,实现异步电动机的转速检测、电流检测。
7.2整流及滤波电路的设计
7.2.1整流电路
本系统采用交-直-交电压源,主电路包括整流电路、直流回路滤波电路和逆变部分。系统主电路原理图如图7.1
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图7.2 整流电路
整流电路(rectifying circuit)把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。按电网流输入相数分为单相电路,三相电路和多相电路。
本设计所使用的三相异步电机的参数为:额定功率5.5KW,额定电压为380V,额定电流为11.6A。所以需采用三相桥式整流模块,参数选择如下:
(1) 额定电压:三相电经二极管不控整流、滤波后得到的直流电压Un约为1.35倍的Ud,通常认为Ud=380V,考虑两倍裕量,Un=2Ud=2×380=760V。
(2) 额定电流:Id=2Im=2×2×11.6=32.8A,根据以上计算,整流模块
采用日本富士的三项整流模块6RI50E-080,该模块参数为50A/800V。
图7.3 整流模块内部原理图
3、4、5分别接三项交流电的U、V、W项,1、2分别为直流输出的正、负极。
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