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交流调速系统硬件接口电路方案

作者:时间:2012-07-16来源:网络收藏
研究设计的系统中电机线电流变化范围从0a~90a,变化范围很大。如果在如此宽的范围之内,电流信号采用一个固定的放大倍数,精度堪忧。所以初级采用可编程放大器ad526,通过调节放大倍数来满足要求,并由ad526产生正的1.65v的电压信号。由于tms320f2812要求的电压为3.3v,所能识别的仅是正的电压值,而电流信号为正负交替的交变信号,因此,需要有一个减法比较环节将正、负信号做减法运算,由比较环节最终输出的电压值就是可以为tms320f2812所能使用的电压值。

  设计中先将霍尔的电流信号通过电阻转化为电压信号,为了防止电压过高或过低,设计了由二极管构成的限幅电路,由于电流反馈具有较大的噪音纹波,因而采用低通滤波电路。考虑到现场环境的影响以及其他未可预知的干扰,在本设计中,选取了op27型放大器。

  3.4采样电阻的计算

  由电流传感器的变比2000:1,及原边电流值大小:200a,ad526输出电压为1.65v,可以求出采样电阻r9《16.5ω,故可取r9=10ω。其中,a相电流的采样电路如图2所示,b相与其相同。

  

电流的采样电路

  4 转速反馈设计

  起动的快速性是电动机的基本要求。以目前无位置传感器控制技术发展的情况来看,由于低速特别是起动瞬间反电动势非常低,控制精度和性能并不理想。因此有必要保留位置速度传感器。

  4.1编码器的选择

  与旋转变压器相比,光电编码器信号处理简单、噪声容限大、易于实现高分辨率。特别是在选用tms320f2812作为控制器的情况下,光电编码器可以通过dsp的qep接口十分方便地实现与控制器的连接。

  本设计选用了sumtak株式会社产的lhe-055-2000型带u、v、w信号增量式光电编码器。它输出12路信号:a、b、z、u、v、w以及他们的补信号a’、b’、z’、u’、v’、w’。其中a、b、a’、b’为占空比为50%的方波,2000p/r。u、v、w、u’、v’、w’以转子每360°电角度为一个循环周期。u、v、w(或u’、v’、w’)相差120°,按照u、v、w(或u’、v’、w’)不同组合,可以把一对转子磁极分为6个等距区间。所以在电机起动时,可以先根据u、v、w信号按照无刷直流电动机控制,使电机运行起来,待检测到z信号,按照事先确定好的转子磁极位置确定定子磁链初值,然后转入直接转矩控制。通常把z信号定位于a相绕组反电动势的过零点,此时,转子磁极轴线正好与a相绕组轴线重合。

  其中a、b信号分别通过qep1、qep2接到lf2407a上;而z信号通过cap3接到lf2407a上;u、v、w是以60°电角度为周期的数字信号,分别通过qep1、qep2、qep3接到lf2407a上。

4.2 26c32的使用

  由于光电编码器内部集成了26c31芯片,所以由它引出了a、b、z、u、v、w以及他们的补信号a’、b’、z’、u’、v’、w’以及地线和电源线,但是这些线不能直接接到dsp上,这里就需要用26c32来接接收由26c31引出的所有线路。



关键词: 交流调速 系统硬件 接口电路
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