專利名稱：一種交流永磁同步電機數(shù)字控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直線式抽油機電機控制裝置，具體是一種利用交流永磁同步電機 的數(shù)字控制裝置。
背景技術(shù)：
近些年，由于交流伺服系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于快速、準確、精密的位置控制場合，所以 不管從動態(tài)或靜態(tài)特性來說，都要求交流伺服系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的速度控制、高精度的定 位以及具有寬調(diào)速范圍等特性，其最關(guān)鍵部分是控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。隨著微電子技術(shù)和功率 電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在交流伺服控制系統(tǒng)中采用了各種新穎的器件，如數(shù)字信號處理器 (DSP)、智能功率模塊(IPM)等，促使交流伺服控制系統(tǒng)向全數(shù)字化、智能化、小型化、高速、 高精度方向發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種交流永磁同步電機數(shù)字控制裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種交流永磁同步電機數(shù)字控制裝置，包括位置環(huán)、速 度環(huán)和電流環(huán)三部分，包括兩片DSP數(shù)字信號處理器、IPM智能功率模塊、外擴存儲器，兩片 DSP數(shù)字信號處理器之間的通信采用雙口 RAM，DSP數(shù)字信號處理器的每個EV模塊都有一個 QEP正交編碼脈沖電路，光電編碼器反饋回來的正交編碼脈沖信號經(jīng)過光耦隔離，直接連接 到QEP的編碼和計數(shù)引腳CAP/QEP上；控制裝置與上位機的通信利用中的DSP數(shù)字信號處 理器的串行通信接口模塊(SCI)完成，通信協(xié)議為RS-232通信，采用雙口 RAM進行DSP之 間的通信。DSP數(shù)字信號處理器為適用于電機和運動控制系統(tǒng)的DSP芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是本系統(tǒng)采用帶弱磁控制的磁場定向控制方 式，當?shù)陀陬~定轉(zhuǎn)速時，逆變器給電機提供的電壓隨電機轉(zhuǎn)速線性變化；當高于額定轉(zhuǎn)速 時，逆變器所能向電機提供的線電壓最大只能達到直流供電電壓。有智能化、小型化、高速、 高精度的特點。
圖1是控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。圖中，1為上位機，2為DSPl數(shù)字信號處理器，3為雙口 RAM，4為DSP2數(shù)字信號處 理器，5為光耦隔離，6為位置和速度反饋，7為IPM智能功率模塊，8為電流反饋，9為光電編碼器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。一種交流永磁同步電機數(shù)字控制裝置，包括位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)三部分，其特 征在于包括兩片DSP數(shù)字信號處理器2和4、IPM智能功率模塊7、外擴存儲器，兩片DSP數(shù)字信號處理器2和4之間的通信采用雙口 RAM3，DSP數(shù)字信號處理器2和4的每個EV模塊 都有一個QEP正交編碼脈沖電路，光電編碼器9反饋回來的正交編碼脈沖信號經(jīng)過光耦隔 離5，直接連接到QEP的編碼和計數(shù)引腳CAP/QEP上；控制裝置與上位機1的通信利用中的 DSP數(shù)字信號處理器2和4的串行通信接口模塊(SCI)完成，通信協(xié)議為RS-232通信，采用 雙口 RAM3進行DSP數(shù)字信號處理器2和4之間的通信。DSP數(shù)字信號處理器2和4為適用于電機和運動控制系統(tǒng)的DSP芯片。由于本控制系統(tǒng)對實時性和可靠性的要求較高，而整個系統(tǒng)需要完成數(shù)據(jù)采集、 模/數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)值分析計算、實時過程控制以及數(shù)據(jù)和狀態(tài)顯示等任務(wù)，如果只采用一片 DSP芯片進行數(shù)據(jù)處理勢必會延長系統(tǒng)的控制周期，從而影響整個系統(tǒng)的實時性。為了提高 系統(tǒng)的實時性，必須添加一個CPU，負責大部分的數(shù)據(jù)采集、數(shù)值分析計算、與外界通信以 及數(shù)據(jù)和狀態(tài)顯示等任務(wù)，使得DSP2數(shù)字信號處理器4專注于系統(tǒng)控制算法的實現(xiàn)，并充 分利用DSPl數(shù)字信號處理器2的高速數(shù)據(jù)處理能力。為了保證系統(tǒng)的高速實時控制和高 可靠性控制，本系統(tǒng)采用雙DSP數(shù)字信號處理器2和4進行控制。兩片DSP數(shù)字信號處理 器2和4芯片選用TI公司適用于電機和運動控制系統(tǒng)的DSP芯片，智能功率模塊7 (IPM)選 用富士的7MBPI00RA120，兩片DSP之間的通信采用雙口 RAM3，其高速數(shù)據(jù)傳輸速度滿足了 系統(tǒng)的實時控制要求。TM S3 20 M812的每個EV模塊都有一個正交編碼脈沖(QEP)電路， 它的方向檢測邏輯可以檢測到電機的正、反轉(zhuǎn)，并本身能夠進行4倍頻，這樣可以大大簡化 了系統(tǒng)的硬件設(shè)計。光電編碼器反饋回來的正交編碼脈沖信號經(jīng)過光耦隔離5，直接連接到 QEP的編碼和計數(shù)引腳CAP/QEP上，從而檢測到電機的方向、角位置以及轉(zhuǎn)速信號.系統(tǒng)與 上位機1的通信是利用TMS320F2812中的串行通信接口模塊(SCI)來完成，其通信協(xié)議為 RS-232通信。通過上位機1可以給定控制量，同時控制過程中的電機的位置和速度反饋6、 電流反饋8等參數(shù)也可以實時送到上位機1中顯示。
權(quán)利要求
1.一種交流永磁同步電機數(shù)字控制裝置，包括位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)三部分，其特征 在于包括兩片DSP數(shù)字信號處理器、IPM智能功率模塊、外擴存儲器，兩片DSP數(shù)字信號處 理器之間的通信采用雙口 RAM，DSP數(shù)字信號處理器的每個EV模塊都有一個QEP正交編碼 脈沖電路，光電編碼器反饋回來的正交編碼脈沖信號經(jīng)過光耦隔離，直接連接到QEP的編 碼和計數(shù)引腳CAP/QEP上；控制裝置與上位機的通信利用中的DSP數(shù)字信號處理器的串行 通信接口模塊(SCI)完成，通信協(xié)議為RS-232通信，采用雙口 RAM進行DSP之間的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流永磁同步電機數(shù)字控制裝置，其特征在于DSP數(shù)字 信號處理器為適用于電機和運動控制系統(tǒng)的DSP芯片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種交流永磁同步電機數(shù)字控制裝置，兩片DSP數(shù)字信號處理器之間的通信采用雙口RAM，DSP數(shù)字信號處理器的每個EV模塊都有一個QEP正交編碼脈沖電路，光電編碼器反饋回來的正交編碼脈沖信號經(jīng)過光耦隔離，直接連接到QEP的編碼和計數(shù)引腳CAP/QEP上；控制裝置與上位機的通信利用中的DSP數(shù)字信號處理器的串行通信接口模塊(SCI)完成，通信協(xié)議為RS-232通信，采用雙口RAM進行DSP之間的通信，DSP數(shù)字信號處理器為適用于電機和運動控制系統(tǒng)的DSP芯片；具有智能化、小型化、高速、高精度的特點。
文檔編號H02P6/00GK102136818SQ20111004650
公開日2011年7月27日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者尚紅霞, 巴銀華, 張英江, 李翠蓮 申請人:萬達集團股份有限公司