基于DSP和CPLD及IPM的电机控制系统 - 电子设计.docxVIP

aotongUniversity710049)Abstract:Thispaperintroduce2仿真实验MAX—PLUSII

aotongUniversity710049)Abstract:Thispaperintroduce

2仿真实验MAX—PLUSII是一种优秀的可编程逻辑器件开发工具，按照图6的逻辑通电状态，用VHDL

进行控制。用Altera公司的MAX7000系列可编程逻辑器件（CPLD）[2]EPM7064S设计

220V的交流电进行整流到380V直流电，作为IPM的主电路加到P、N间。DSP产生的SVPWM波调

入输量拟模

驱动电路

基于DSP和CPLD及IPM的双电机控制系统

李新民马志瀛

（西安交通大学电气工程学院710049）

摘要：介绍了DSP控制两台电机——三相交流异步电机和步进电机的方法：以DSP和IPM组成的控制系统，利用空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）方法对交流异步电机进行调速控制；以DSP作为主控CPU，通过CPLD构成的环行分配器对步进电机的运转进行精确控制。通过该控制系统的设计和实验，DSP和CPLD及IPM的电机控制系统成功地控制了两台电机的正常运行。

关键字：DSP；空间电压矢量；环行分配器

ThemotorcontrolsystembasedonDSP,CPLDandIPM

LiXinminMaZhiying

(Xi’anJiaotongUniversity710049)

Abstract:ThispaperintroducesacontrolmethodinwhichDSPcontrolstwomotors,ACservomotorandstepmotor.TheactiyatorbasedonDSPandIPM,controlsACservomotorwiththeSVPWMmethod;TheringdistributorbasedonDSPandCPLD,accuratelycontrolsthestepmotor’smoving.Themotorcontrolsystemhassuccessfullyruntwomotors,throughthecontrolsystem’sdesigninganditsexperiment.

Keywords:DSP;voltagespacevectors;ringdistributor

1引言

在现代工业设备中，电机广泛地应用于主轴旋转和纵向进给的双电机拖动系统，例如交流异步电机和步进电机应用于各种工业机床、工业缝纫机等设备中。而交流异步电机的控制要求具有很强的实时性和很好调速特性，步进电机的控制应具有很高的精度，由DSP主控芯片组成的控制系统可以很好地解决这些问题，很方便地控制双电机协调工作。

2DSP组成的电机控制系统

交流异步电机

P~6IPMM

光藕

反馈信号

TMS320

ADCF2407时钟频率

正反转

起停PLD

FRE

步进电机

图1电机控制系统框图

美国德州TI公司生产的TMS320F2407

芯片是一种适用于电机控制的DSP芯片，较之TMS320F240芯片有以下优点：供电电压3.3V，功耗小；指令周期可达33ns；16通道10位A/D转换器，转换时间500ns；高达32K字的FLASHROM；具有CAN总线接口模块。

可由DSP来协调交流异步电机和步进电机相互配合工作。用TMS320F2407和智能功率驱动模块IPM组成交流电机调速系统，由TMS320F2407和复杂可编程逻辑器件CPLD构成步进电机的控制系统。利用DSP可很容易产生SVPWM（空间电压矢量脉宽调制波）[1]对三相交流异步电机进行变频调速，这种方法大大降低了电机输入的谐波损耗，在电机调速领域有着广阔的应用前景。日本三菱公司产的PM20CSJ060智能功率驱（IPM）是集过流、过热、短路、欠压等保护功能于一体的电力电子驱动功率模块，由它配合DSP产生的SVPWM波对三相交流异步电机很方便地进行控制。用Altera公司的MAX7000系列可编程逻辑器件（CPLD）[2]EPM7064S设计成一个五相步进电机的环行分配器[3]，来控制步进电机的进给运动。而CPLD的时钟频