多个永磁电机的无传感器磁场定向控制.pdf

应用报告 ZHCA561 – July 2013 多多个个永永磁磁电电机机的的无无传传感感器器磁磁场场定定向向控控制制 Bilal Akin and Manish Bhardwaj 摘摘要要 这份应用报告提出了使用TMS320F2803x 微控制器同时控制多个永磁同步电机 （PMSM，BLDC 等）的解 决方案。虽然“多轴+PFC 套件” 中的电机是无刷直流电机(BLDC)，但是同样的试验步骤可被应用于多种不 同的永磁电机。TMS320F2803x 器件是C2000 系列微控制器的部件，此微控制器能够通过减少系统组件实 现针对三相电机智能控制器的成本有效设计，并且提高了效率。借助于这些器件，有可能实现诸如磁场定向 控制(FOC) 等更加精准的数字矢量控制算法。本文档中讨论了这个算法的实现。FOC 算法在很大速度范围 内保持高效，并且通过处理一个电机的动态模型来将具有瞬态相位的转矩变化考虑在内。解决方案中提出了 消除相位电流传感器以及使用一个观察器来实现速度无传感器控制的方法。 这份应用报告涵盖了以下内容： • 磁场定向电机控制原理的理论背景 • 基于模块化软件块的递增构建级 • 试验结果 内内容容 1 简介 2 2 永磁电机 3 3 同步电机运行 3 4 磁场定向控制(FOC) 4 5 FOC 的基本系统配置 8 6 32 位C2000™ 控制器在数字电机控制(DMC) 方面的优势 10 7 TI 文献和数字电机控制(DMC) 库 11 8 硬件配置 （多轴+ PFC 套件） 15 9 递增系统构建 16 10 参考书目 42 图图片片列列表表 1 一个具有永磁对极转子的三相同步电机 3 2 转动中的定子磁通和转子磁通间的交感产生了一个导致电机转动的转矩 4 3 分激直流电机模型 （单独控制磁通和转矩，流经转子绕组的电流确定产生的转矩量） 4 4 定子电流空间矢量和其以(a，b，c) 形式表示的分量 6 5 静止基准框架内的定子电流空间矢量和其分量 6 6 (α，β) 和d，q 旋转基准框架内的定子电流空间矢量和其分量 7 7 针对交流电机的FOC 基本系统配置 8 8 d，q 旋转基准框架内的电流、电压和转子磁通空间矢量以及它们与a，b，c 和(α，β) 静止基准框架的关 系 9 9 PM 无传感器磁场定向控制的总体方框图 10 10 一个3 相 PM 电机驱动实施 13 11 系统软件流程图 14 C2000, Code Composer Studio are trademarks of Texas Instrumen