专利名称：基于dsp的异步电机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种感应电机变频调速系统，具体地说是ー种基于DSP的异步电机控制装置。
背景技术：
高性能调速试验装置的开发是当前传动领域研究的热点，这个行业目前主要被国外企业所垄断，国内企业和学校已经开始研究多年，但是实用性成果不多。国内的调速体统中控制手段使用最多的是恒压频比控制。变频调速不但可以满足生产エ艺上以及生产技术改造上的要求还可以节约电能。在交流调速技术中，变频调速以其优异的调速性能和高效节能，广泛的应用范围等优点而被国内外认为最有发展前途的调速方式。把变频装置应用到风机、泵、压缩机等通用机械里，可以达到ー个相当可观的节能效果。功能強大的数字信号处理器DSP的推出，使得许多以前无法实现的控制方法都可以应用到实时控制系统中。自数字信号处理器DSP出现以来，特别是随着控制理论的发展和高性能控制的需求，当一般的单片或多片微处理器不能满足复杂而先进的控制算法吋，DSP就成为这种应用场合的首选器件。因此，根据交流调速技术和开环电压/频率(V/F)控制技术，研究感应电机V/F变频调速系统，利用数字信号处理器DSP设计ー种感应电机的V/F变频调速控制系统，以实现电机调速性能的改善很有必要，具有现实的意义。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于DSP的异步电机控制装置，从而可以通过运用DSP处理器而实现电机调速性能的改善与提高。为实现上述的目的，本实用新型所采用的技术方案如下:—种基于DSP的异步电机控制装置，包括DSP主控模块、驱动电路模块及为所述DSP主控模块、驱动电路模块提供工作电压的电源模块；所述的驱动电路模块，用于将输入的交流电压转换成直流电压后，根据所述DSP主控模块输出的六路PWM脉冲控制信号控制所述直流电压逆变后输出至感应电机，同时将所述直流电压信号、逆变后电压信号以及所述驱动电路模块故障信号反馈给所述DSP主控模块；所述DSP主控模块，包括DSP处理器，与所述DSP处理器连接的时钟电路模块、JTAG仿真接ロ模块、扩展存储器、复位及看门ロ模块、通信模块、电机速度反馈模块、模拟量输入模块、数字量输出模块、电流采样与过流检测模块、CPLD逻辑控制模块以及显示模块，主要用于根据输入指令以及反馈的所述直流电压信号及逆变后电压信号输出所述PWM脉冲控制信号经光耦隔离后至所述驱动电路模块以及根据所述故障信号进行系统故障保护。所述的电机速度反馈模块采用增量式旋转光电编码器，与感应电动机同轴相连，所述DSP处理器通过所述増量式旋转光电编码器对感应电机的转速进行采样检测并输出显不。[0009]所述的DSP处理器为TMS320F2812。所述的模拟量输入模块通过一外接可调电位器给定模拟量输入。所述的驱动电路模块包括整流滤波模块、逆变模块、光耦隔离模块以及输出电压检测模块:所述整流滤波模块，采用三相不可控全桥整流电路，用于将交流电压整流成直流电压滤波后输出；所述逆变模块，包含智能功率模块IPM，用于根据所述DSP主控模块输出的PWM脉冲控制信号控制所述直流电压逆变后再经所述光耦隔离模块进行隔离后输出至感应电机，同时反馈IPM故障信号至所述DSP主控模块；所述输出电压检测模块，包括母线电压检测电路及相电流检测电路，用于检测并反馈所述整流滤波模块输出的直流电压信号和所述逆变模块输出的交流电压信号至所述DSP主控模块。所述的智能功率模块IPM采用50RSA120。所述的三相整流桥电路采用集成模块6R130G-160。本实用新型采用的DSP处理器由于集中了电动机控制所必须的可増加死区和灵活多变的多路PWM信号发生器以及用于电机速度反馈的编码器接ロ等电路，可支持电机转向、指令产生、控制算法的处理、数据交流和系统监控等功能，因而本实用新型大大提高了感应电机调速控制的可靠性、稳定性，同时成本低。
图1所示为本实用新型实施例提供的基于DSP的异步电机控制装置的结构示意图；图2所示为本实用新型实施例提供的电源模块与DSP主控模块及驱动电路模块的连接示意图；图3所示为本实用新型实施例提供的电源模块的电路原理图；图4所示为时钟电路电路原理图；图5所示为JTAG仿真接ロ的接线图；图6所示为DSP主控模块与电源模块的连接接ロ示意图；图7所示为电源转换芯片TPS767D318接线示意图；图8所示为外部存储器与DSP芯片的接线示意图；图9所示为复位和看门ロ模块的电路原理图；图10所示为PWM波光耦隔离电路的电路连接示意图；图11所示为通信串ロ电平转换电路的电路原理图；图12 13所示为通信串ロ的串ロ收发光耦电路的电路原理图；图14所示为主控模块与编码器接ロ的接线示意图；图15所示为编码器供电电路的电路原理图；图16 17所示为编码器反馈电路的电路原理图；图18所示为模拟量输入模块的电路原理图；图19所示为模拟量输入模块的10伏电压转换芯片的接线示意图；[0035]图2(T21所示为数字量输出电路的电路原理图；图22 23所示为电流采样和过流检测电路的电路原理图；图24所示为CPLD逻辑电路与DSP的接线图；图22 26所示为写入程序后可编程逻辑器件的逻辑控制示意图；图27所示为DSP主控模块的主控制程序的流程示意图；图28 29所示为DSP主控模块的A/D采样处理流程示意图；图30所示为DSP主控模块的SVPWM处理流程示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图，对本实用新型进行进一歩详细说明。參见图1，该图示出了本实用新型实施例提供的基于DSP的异步电机控制装置结构。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。一种基于DSP的异步电机控制装置，包括DSP主控模块、驱动电路模块及为所述DSP主控模块、驱动电路模块提供工作电压的电源模块；所述的驱动电路模块，用于将输入的交流电压转换成直流电压后，根据所述DSP主控模块输出的六路PWM脉冲控制信号控制所述直流电压逆变后输出至感应电机，同时将所述直流电压信号、逆变后电压信号以及所述驱动电路模块故障信号反馈给所述DSP主控模块；所述DSP主控模块，包括DSP处理器，与所述DSP处理器连接的时钟电路模块、JTAG仿真接ロ模块、扩展存储器、复位及看门ロ模块、通信模块、电机速度反馈模块、模拟量输入模块、数字量输出模块、电流采样与过流检测模块、CPLD逻辑控制模块以及显示模块，主要用于根据输入指令以及反馈的所述直流电压信号及逆变后电压信号输出所述PWM脉冲控制信号经光耦隔离电路后至所述驱动电路模块以及根据所述故障信号进行系统故障保护。所述的电机速度反馈模块采用增量式旋转光电编码器，与感应电动机同轴相连，所述DSP处理器通过所述増量式旋转光电编码器对感应电机的转速进行采样检测并输出显不。所述的DSP处理器为TMS320F2812。所述的模拟量输入模块通过一外接可调电位器给定模拟量输入。所述的驱动电路模块包括整流滤波模块、逆变模块、光耦隔离模块以及输出电压检测模块:所述整流滤波模块，采用三相不可控全桥整流电路，用于将交流电压整流成直流电压滤波后输出；所述逆变模块，包含智能功率模块IPM，用于根据所述DSP主控模块输出的PWM脉冲控制信号控制所述直流电压逆变后再经所述光耦隔离模块进行隔离后输出至感应电机，同时反馈IPM故障信号至所述DSP主控模块； 所述输出电压检测模块，包括母线电压检测电路及相电流检测电路，用于检测并反馈所述整流滤波模块输出的直流电压信号和所述逆变模块输出的交流电压信号至所述DSP主控模块。所述的智能功率模块IPM采用50RSA120。由于智能功率模块IPM具有短路、欠压、过热检测电路及保护功能，当发生故障吋，智能功率模块IPM锁存内部6只ICBT功率管，同时将故障信号发送至DSP的功率保护中断引脚；DSP立即锁存PWM波形的输出，井向DSP发送功率保护中断请求。所述的三相整流桥电路采用集成模块6R130G-160。
权利要求1.一种基于DSP的异步电机控制装置，其特征在于，包括DSP主控模块、驱动电路模块及为所述DSP主控模块、驱动电路模块提供工作电压的电源模块；所述的驱动电路模块，用于将输入的交流电压转换成直流电压后，根据所述DSP主控模块输出的六路PWM脉冲控制信号控制所述直流电压逆变后输出至感应电机，同时将所述直流电压信号、逆变后电压信号以及所述驱动电路模块故障信号反馈给所述DSP主控模块；所述DSP主控模块，包括DSP处理器，与所述DSP处理器连接的时钟电路模块、JTAG仿真接ロ模块、扩展存储器、复位及看门ロ模块、通信模块、电机速度反馈模块、模拟量输入模块、数字量输出模块、电流采样与过流检测模块、CPLD逻辑控制模块以及显示模块，主要用于根据输入指令以及反馈的所述直流电压信号及逆变后电压信号输出所述PWM脉冲控制信号经光耦隔离后至所述驱动电路模块以及根据所述故障信号进行系统故障保护。
2.根据权利要求1所述的ー种基于DSP的异步电机控制装置，其特征在于，所述的电机速度反馈模块采用增量式旋转光电编码器，与感应电动机同轴相连，所述DSP处理器通过所述增量式旋转光电编码器对感应电机的转速进行采样检测并输出显示。
3.根据权利要求1所述的ー种基于DSP的异步电机控制装置，其特征在于，所述的DSP处理器为TMS320F2812。
4.根据权利要求1所述的ー种基于DSP的异步电机控制装置，其特征在于，所述的模拟量输入模块通过一外接可调电位器给定模拟量输入。
5.根据权利要求f4任一项所述的一种基于DSP的异步电机控制装置，其特征在于，所述的驱动电路模块包括整流滤波模块、逆变模块、光耦隔离模块以及输出电压检测模块: 所述整流滤波模块，采用三相不可控全桥整流电路，用于将交流电压整流成直流电压滤波后输出； 所述逆变模块，包含智能功率模块IPM，用于根据所述DSP主控模块输出的PWM脉冲控制信号控制所述直流电压逆变后再经所述光耦隔离模块进行隔离后输出至感应电机，同时反馈IPM故障信号至所述DSP主控模块； 所述输出电压检测模块，包括母线电压检测电路及相电流检测电路，用于检测并反馈所述整流滤波模块输出的直流电压信号和所述逆变模块输出的交流电压信号至所述DSP主控模块。
6.根据权利要求5所述的ー种基于DSP的异步电机控制装置，其特征在于，所述的智能功率模块IPM采用50RSA120。
7.根据权利要求5所述的ー种基于DSP的异步电机控制装置，其特征在于，所述的三相整流桥电路采用集成模块6R130G-160。
专利摘要本实用新型公开了一种基于DSP的异步电机控制装置，包括DSP主控模块、驱动电路模块及为所述DSP主控模块、驱动电路模块提供工作电压的电源模块；所述的驱动电路模块，用于将输入的交流电压转换成直流电压后，根据所述DSP主控模块输出的六路PWM脉冲控制信号控制所述直流电压逆变后输出至感应电机；所述DSP主控模块主要用于根据输入指令以及反馈的所述直流电压信号及逆变后电压信号输出所述PWM脉冲控制信号经光耦隔离后至所述驱动电路模块以及根据所述故障信号进行系统故障保护。本实用新型通过采用DSP处理器来控制感应电机调速，因而本实用新型大大提高了感应电机调速控制的可靠性、稳定性，同时成本低。
文档编号G08G1/065GK202929845SQ20122041507
公开日2013年5月8日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者艾红 申请人:北京信息科技大学