開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱的制作方法
【專利摘要】一種開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱。傳統(tǒng)的電動汽車用驅(qū)動電機動態(tài)特性處于一種無序的控制狀態(tài)。一種開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，其組成為：箱體，箱體（7）內(nèi)具有TMS320LF2407模塊（3）、FPGA模塊（6）、IR2113模塊（9）和FM?12232模塊（1），F(xiàn)PGA模塊上具有電流保護信號（8）、過欠壓信號（11）和過熱信號（12）比較電路，具有上位機接口（2）和鍵盤、顯示器（14）、電機控制器（4）、位置檢測器（5）、傳感器（15）、加載控制器（13）和開關(guān)磁阻電動機（10）連接接口。本實用新型申請應(yīng)用于開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱。
【專利說明】
開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實用新型涉及一種電機應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]作為電動汽車的核心部件，開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能優(yōu)化將直接影響著電機動態(tài)特性以及電動汽車各性能指標，故針對電動汽車用驅(qū)動電機動態(tài)特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計、電磁場參數(shù)分析優(yōu)化以及無位置控制策略逐漸成為研究熱點，這也是提高用開關(guān)磁阻輪轂電機整體性能的關(guān)鍵基礎(chǔ)，而針對電動汽車用驅(qū)動電機電磁場參數(shù)分析優(yōu)化以及無位置控制策略的控制、調(diào)整，更成為提高用開關(guān)磁阻輪轂電機整體性能的關(guān)鍵，利用TMS320LF2407為主控單元，充分利用其高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力，可以有效地解決這個問題。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本實用新型的目的是提供一種開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱。
[0007]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]—種開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，其組成包括:箱體，所述的箱體內(nèi)安裝有TMS320LF2407模塊電路、FPGA模塊電路、IR2113模塊電路和FM-12232模塊電路，所述的FPGA模塊電路上分別具有電流保護信號、過欠壓信號和過熱信號比較電路，所述的箱體上還安裝有上位機接口和鍵盤、顯示器，所述的箱體上還分別安裝有電機控制器、位置檢測器、傳感器、加載控制器和開關(guān)磁阻電動機連接接口。
[0009]所述的開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，所述的各模塊電路之間通過導(dǎo)線電連接，所述的電機控制器接口連接在TMS320LF2407模塊的速度控制單元，所述的位置檢測器接口連接于TMS320LF2407模塊的I/O引腳和CAP引腳，所述的加載控制器接口連接于電流保護信號比較電路上，所述的開關(guān)磁阻電動機接口連接于IR2113模塊電路，所述的傳感器接口分別連接于IR2113模塊電路、FPGA模塊電路和TMS320LF2407模塊的信號捕捉單元。
[0010]所述的開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，所述的TMS320LF2407模塊電路分別具有速度控制單元、電源調(diào)節(jié)單元、Pmi輸出單元、信號捕捉單元和A/D轉(zhuǎn)換單元，所述的TMS320LF2407模塊電路還分別具有串行外設(shè)接口 SPI和串行通信接口 SCI，所述的串行外設(shè)接口 SPI連接于上位機接口，所述的串行通信接口 SCI連接于FM-12232 模塊電路，所述的 FPGA 模塊電路上分別具有邏輯轉(zhuǎn)換單元和傳感信號轉(zhuǎn)換單元。
[0011 ]本實用新型的有益效果:
[0012]1.本實用新型的控制箱，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低，調(diào)控過程損耗小、效率高、可控參數(shù)多、控制靈活的特點。
[0013]本實用新型的控制箱，由于利用TMS320LF2407為主控單元，所設(shè)計的調(diào)控單元具有高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力通過增加外圍硬件電路，使整個控制系統(tǒng)具有過電流、過電壓保護的功能，同時采用角度控制與PWM控制相結(jié)合的方式，利用PID進行數(shù)字調(diào)節(jié)，所需邏輯運算采用了方便快捷的FPGA，使得控制電路簡單、安全可靠。
[0014]本實用新型的控制箱，所控制的開關(guān)磁阻電動機具有結(jié)構(gòu)堅固、可靠性高，全工作范圍內(nèi)效率高，低起動電流和高起動轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點。
[0015]【附圖說明】:
[0016]附圖1是本實用新型的控制箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖2是本實用新型的控制箱的不對稱半橋驅(qū)動電路圖。
[0018]附圖3是本實用新型的控制箱的電流檢測電路及保護電路圖。
[0019]附圖4是本實用新型的控制箱的電壓檢測與保護電路圖。
[0020]圖中:1 一 FM-12232模塊電路；2 —上位機;3 — TMS320LF2407模塊電路;4 一電機控制器;5 —位置檢測器;6 — FPGA模塊電路;7 —箱體;8 —電流保護模塊電路;9—IR2113模塊電路；10 —開關(guān)磁阻電動機;11 一過欠壓保護模塊電路;12 —過熱保護模塊電路；13 —加載控制器;14 一鍵盤、顯不器;15 —傳感器；
[0021]【具體實施方式】:
[0022]實施例1:
[0023]—種開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，其組成包括:箱體，所述的箱體7內(nèi)安裝有TMS320LF2407模塊電路3、FPGA模塊電路6、IR2113模塊電路9和FM-12232模塊電路1，所述的FPGA模塊電路上分別具有電流保護信號8、過欠壓信號11和過熱信號12比較電路，所述的箱體上還安裝有上位機接口 2和鍵盤、顯示器14，所述的箱體上還分別安裝有電機控制器4、位置檢測器5、傳感器15、加載控制器13和開關(guān)磁阻電動機10連接接
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[0024]實施例2:
[0025]根據(jù)實施例1所述的開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，所述的各模塊電路之間通過導(dǎo)線電連接，所述的電機控制器接口連接在TMS320LF2407模塊的速度控制單元，所述的位置檢測器接口連接于TMS320LF2407模塊的I/O引腳和CAP引腳，所述的加載控制器接口連接于電流保護信號比較電路上，所述的開關(guān)磁阻電動機接口連接于IR2113模塊電路，所述的傳感器接口分別連接于IR2113模塊電路、FPGA模塊電路和TMS320LF2407模塊的信號捕捉單元。
[0026]實施例3:
[0027]根據(jù)實施例2所述的開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，所述的TMS320LF2407模塊電路分別具有速度控制單元、電源調(diào)節(jié)單元、PffM輸出單元、信號捕捉單元和A/D轉(zhuǎn)換單元，所述的TMS320LF2407模塊電路還分別具有串行外設(shè)接口 SPI和串行通信接口 SCI，所述的串行外設(shè)接口 SPI連接于上位機接口，所述的串行通信接口 SCI連接于FM-12232模塊電路，所述的FPGA模塊電路上分別具有邏輯轉(zhuǎn)換單元和傳感信號轉(zhuǎn)換單元。
[0028]實施例4:
[0029]根據(jù)實施例2所述的開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，所述的TMS320LF2407模塊電路具有兩個事件管理器模塊EVA和EVB，可為開發(fā)者提供完整的、高效的馬達控制方案，提供所有的PWM和1/0，可以控制所有類型的電機;模塊采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使得供電電壓降為3.3V，減少了控制器的損耗;30MIPS的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到33ns，從而提高了控制器的實時控制能力;芯片內(nèi)有高達32K X 16位的Flash程序存儲器；高達2.5K字X16位的數(shù)據(jù)/程序RAM; 544字節(jié)雙端口 RAM (DARAM) ； 2K字的單口 RAM(SARAM);具有可擴展的外部存儲器總共具有192KX 16位的空間，分別為64K字程序存儲器空間、64K字的數(shù)據(jù)存儲空間和64K字的I/O空間；具有10位ADC轉(zhuǎn)換器，其特性為:最小轉(zhuǎn)換時間為500ns，8個或16個多路復(fù)用的輸入通道，采集時間和轉(zhuǎn)換時間分開，提高了采樣率和輸入阻抗，并且支持自動順序采樣，不需CPU干預(yù);具有CAN總線控制器可以為控制器、傳感器、激勵源以及其它節(jié)點提供良好的通訊，特別適用于工業(yè)現(xiàn)場和汽車等強噪聲和惡劣的環(huán)境中；并具有5個外部中斷(兩個驅(qū)動保護、復(fù)位和兩個可屏蔽中斷)。
【主權(quán)項】
1.一種開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，其組成包括:箱體，其特征是:所述的箱體內(nèi)安裝有TMS320LF2407模塊電路、FPGA模塊電路、IR2113模塊電路和FM-12232模塊電路，所述的FPGA模塊電路上分別具有電流保護信號、過欠壓信號和過熱信號比較電路，所述的箱體上還安裝有上位機接口和鍵盤、顯示器，所述的箱體上還分別安裝有電機控制器、位置檢測器、傳感器、加載控制器和開關(guān)磁阻電動機連接接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，其特征是:所述的各模塊電路之間通過導(dǎo)線電連接，所述的電機控制器接口連接在TMS320LF2407模塊的速度控制單元，所述的位置檢測器接口連接于TMS320LF2407模塊的I/O引腳和CAP引腳，所述的加載控制器接口連接于電流保護信號比較電路上，所述的開關(guān)磁阻電動機接口連接于IR2113模塊電路，所述的傳感器接口分別連接于IR2113模塊電路、FPGA模塊電路和TMS320LF2407模塊的信號捕捉單元。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機無位置控制策略測試實驗裝置的控制箱，其特征是:所述的TMS320LF2407模塊電路分別具有速度控制單元、電源調(diào)節(jié)單元、PffM輸出單元、信號捕捉單元和A/D轉(zhuǎn)換單元，所述的TMS320LF2407模塊電路還分別具有串行外設(shè)接口 SPI和串行通信接口 SCI，所述的串行外設(shè)接口 SPI連接于上位機接口，所述的串行通信接口 SCI連接于FM-12232模塊電路，所述的FPGA模塊電路上分別具有邏輯轉(zhuǎn)換單元和傳感信號轉(zhuǎn)換單元。
【文檔編號】G05B19/042GK205620519SQ201620448444
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】張凌志, 王希鳳, 高旭東
【申請人】黑龍江工程學(xué)院