[发明专利]一种基于DSP的SVPWM电机控制装置的设计

权利要求书

1.一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征是所述装置包括搭载DSP芯片TMS320F2812的控制板，光耦隔离模块，功率板，光电编码盘，交流电源，伺服电机，上位机；各模块之间的连接关系为：功率板负责控制命令的接收与执行、检测信号的反馈，分别与控制板（通过光耦隔离模块），交流电源模块和伺服电机相连；控制板以DSP2812芯片为核心，实现空间矢量PWM波（SVPWM）的产生、对电流环的检测、对电机定子磁场的角度和幅度的控制、A/D转换与坐标变换等，并发出PWM控制信号，通过光耦隔离模块处理后发送给功率板，实时接收由光电编码盘测得的电机转子测量数据；功率板由交流电源模块供电，接收到PWM控制信号后，通过功率板上的功率开关器件实现对电机的控制，同时反馈检测信号给控制板，实现闭环控制；测量数据均通过控制板上的通讯模块上传到上位机进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：所用的DSP控制芯片采用TI公司生产的基于代码兼容的TMS320C28+内核的高性能32位定点数字信号处理器TMS320F2812作为控制核心。

3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：DSP2812芯片的程序烧录、调试与仿真都是通过JTAG接口来进行的。

4.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：交流电源选用一块TPS70151芯片，将5V输入的电源稳压出1.8V，3.3V的多路电源，并通过电感隔离成多路，以便给数字电路与模拟电路分别供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：主控计算机和DSP之间通过CAN总线来传递数据，外围电路中设计了CAN总线收发芯片SN65H，实现DSP与CAN总线的通信功能。

6.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：使用QEP光电编码盘实现电机转子的定位与测速功能，得到转子当前的角度才能去控制电机定子磁场的角度。

7.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：控制板上同时具备UART232与RS485两种通讯模块，便于与上位机通讯，组网通讯，增强可扩展性；选用芯片MAX485构成RS485通讯模块实现DSP与上位机的通信。

8.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：加入光耦隔离模块，选用6N137系列隔离芯片，处理控制板上输出的电信号来驱动大功率电机。

9.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SVPWM电机控制装置，其特征在于：DSP2812的控制板中，主要的硬件模块有：开关量输入、开关量接口、SCI模块、UART模块、液晶显示驱动模块、电流环检测模块、eCAN模块、外部中断模块、EEROM、A/D转换模块等;功率板的电路硬件设计主要包括：与控制板连接的PWM接口、PWM隔离电路、故障信号接口、逆变模块、整流模块、电压采样模块、A/D采样模块、开关电源、光电编码盘、电流霍尔传感器、采样调理电路等；

所述逆变模块采用三菱公司生产的PM50CSE060型IPM，通过光耦隔离模块接收PWM控制信号实现功率开关器件的通断来驱动电机；

所述电流霍尔传感器采用霍尔传感器CS040GT实现对两相电流的采集，电流采集范围为-80A~80A；

所述开关电源选用普德新星电源技术公司所生产的GZM-H100T5+12-12开关电源对功率板上的模块供电，并结合WRB121YD-8W型电源转换模块得到相应的供电电压。