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ADMC328 DSP控制器在交流异步机变频调速中的应用

作者:时间:2009-06-17来源:网络收藏

芯片是美国模拟器件公司(简称ADI)最新推出的ADMC3XX系列单片电机中最简单的一种[1],它可用于感应电动机、永磁同步电动机和无刷直流电动机的高性能控制,在冰箱、空调和洗衣机等家用电器及风机、泵或一般工业变速传动控制中,以其结构紧凑、使用便捷、可靠性高、功能强、成本低等优势赢得广大用户的关注。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/173712.htm

  仅有28个引脚,其内部除有一个与A-2100系列兼容的20MIPS定点的ADSP-2171内核外,还包括了512×24位的程序存储器RAM,4K×24位的程序存储器ROM,512×16位的数据存储器RAM,三相6路输出的16位精度的PWM发生器,6路最高转换精度可达12位的模拟输入通道,2路可用于数模转换的辅助PWM输出,1个双缓冲串行端口,9位可编程多功能复用的输入/输出PIO端口,16个中断源以及上电复位电路和16位监视定时器等。这为用户对变频器控制系统进行优化设计带来了很大方便[1][2]。

  因是ADI公司最新推出的产品,迄今为止国内尚未见到关于用其实现的报道。我们注意到该芯片的特点,对其进行了研究和开发。在北京市英赛尔器件集团的支持下,我们利用ADI的ADMC32X评估板,设计了机通用变频器的接口电路和主电路,进行了带标准鼠笼式机的调速试验,取得了较好的控制效果。实验结果表明,ADMC328 DSP电机在调节性能、运算处理能力、可靠性及使用的方便程度等方面都具有良好的特性,不失为电机变速控制的理想解决方案。

1 系统的电路结构

  用ADI公司开发的ADMC32X

  评估板并设计配置了相应的外围电路、主电路及驱动保护电路,构成了机U/f比开环速度控制系统,电路原理图见图1。

ADMC32X评估板(如图1虚线框内所示)可将ADMC328的全部功能向用户开放,此外,该板内部还提供了复位、晶振、串行ROM和计算机通讯接口(为突出重点,评估板上其他一些相关电路未在图中给出),用户可利用这些资源进行先期开发。

  主电路为标准的电压型PWM变频器,用IGBT功率器件构成逆变器,将PWM开关频率设置在20kHz。利用适当阻值的取样电阻R检测直流母线电流,当逆变器发生过流或短路时,ADMC328的ISENSE端会因检测到的电流过大而产生过流保护信号,并关闭逆变器,实现对变频器的保护。通过分压电阻检测直流母线电压,该测量值由ADMC328的模拟输入端口V1读入,以实现测量、调节或控制功能。IGBT的驱动、保护(未在图中画出)宜选用EXB841或TLP250等光电隔离型器件,IGBT驱动电路检测到的过流和短路保护信号由ADMC328的PWMTRIP端监测,一旦过流或短路发生,ADMC328的内部中断立即关闭逆变器输出。整个主电路与控制电路的公共端仅在一点连接,这样可有效地抑制外部干扰。当变频器容量较大时,最好将取样电阻换成霍尔元件,实现主电路与控制电路的电隔离。

  在ADMC32X评估板上外接的发光二极管(LED)显示电路由串行LED驱动器件和8位数码管组成,可分别显示变频器的设定频率、输出频率、输出电压或输出电流(通过取样电阻R间接得到)等参量。电位器W1的模拟量由模拟输入端口V2读入,作为变频器输出频率的设定值。因ADMC328的开关量I/O端口有限,硬件设计时可用有关器件扩展I/O端口或利用其不用的3位模拟输入端口(分别为VAUX0~VAUX2)作为开关量检测端。本电路采用第二种方案,K1~K33个开关和按键分别用来实现系统的起/停控制、电机的正/反转设置以及选择LED显示内容等功能。与I/O端口复用的辅助PWM的AUX0输出端可用于产生制动等开关控制信号,或者在AUX0端加滤波器后作为模拟量输出,用来实现模拟量指示或调节。用计算机进行编程和调试,当完成程序的开发后,可将程序写入评估板上的串行ROM,系统即可脱机单独运行。


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