SD-7L全数字交流永磁同步电机驱动器系统设计

　　1 技术方案

　　本系统采用国外先进的智能功率模块ipm构成电压源逆变器，控制部分采用ti公司97年推出的面向电机控制的高速信号处理器dsptms320f24xx 实现交流调速系统的速度和电流的全数字控制，采用可编程逻辑器件与dsp结合形成多功能硬、软件平台，硬件功能框图如图1所示。

　　图1 硬件功能框图

　　电流检测采用霍尔电流传感器，位置、速度检测采用光电码盘。为使系统调试方便，系统配有串行通讯口，设计的数字操作器以串行方式与系统相连，显示、设置系统状态、修改参数，适应不同应用场合，还设计有基于pc机的监控系统，方便观察系统动、静态波形及相关数据，大大提高了系统的应用灵活性。

　　2 技术特点

　　(1) ac/dc/ac功率变换器:采用三菱第三代智能功率模块ipm。开关效率高，实现静音控制;功率与控制以及多重保护功能集于一体，svpwm控制电压利用率高，零矢量均分有利于减小转矩脉动。

　　(2) 控制单元采用单片dsp作为核心实现调速系统的全数字控制:位置、速度、电流信号采集、处理及实时运算;矢量控制运算;三相六路pwm信号输出。

　　(3) 通用硬件设计，开放性功能强，具有模拟输入、数字输入以及rs232串行通讯接口，方便组成主从控制方式，方便实现联网。

　　(4) 附加数字操作器，可与主控板进行串行通讯，方便调试，增加系统灵活性及可扩展性。

　　(5) 内置制动单元。

　　(6) 智能pid算法电流低通滤波和独特的数字电流采样方法以及抑制停车震动的措施，确保系统低速性能，调速比1:10000以上。

　　3 功率变换器

　　(1) pwm逆变器主电路，如图2所示。

　　图2 pwm逆变器主电路

　　(2) ipm智能模块驱动电路

　　本系统采用三菱公司生产的第四代智能功率模块ipm构成电压型逆变器。该智能功率模块是把功率器件与起控制作用的逻辑电路、驱动电路保护电路和检测电路集成或组装在一起，主要完成驱动信号放大、功率放大、各种保护(包括过电流保护、短路保护、过热保护、欠压保护)等功能，在器件特性上具有igbt的开关特性。其结构图如图3所示。它集功率器件、驱动电路、检测与保护电路于一体，可以大大提高系统快速性和可靠性，简化设计，缩小装置体积。

　　功率输出电路为三相桥结构。它具有过流、短路、驱动电压欠压和过热四种自保护功能。驱动电源欠压和过热两种保护可以自动恢复。模块工作时需外部提供独立的驱动电源基极控制信号通过光电隔离电路与模块接口。