用于繞線機的無刷電機驅動的計算機控制
『摘要1首先介紹了用于繞線機的無刷電機驅動系統構成，分析了其工況特點，在此基礎上提出了系統的計算機控制策略以及實現方法討論了無刷電機的速度閉環控制和電子剎車問題I最后簡要報告了系統的調試情況
[關鍵詞]繞線機；無刷電機；數字信號控制器；控制策略
目前繞線機控制系統一般由CNC(Computer—
ized Numei-：ical C0ntr01)繞線機控制器、感應電機、感應電機變頻器、步進電機、光柵、機械剎車器組成．首先，繞線機要求驅動電機具有快速啟動、快速剎車能力，特別在繞線機停車時要準確(即cNc繞線機控制器設置繞100圈，電機轉100圈就得停止)，而一般的感應電機變頻器沒有電子剎車的功能，只能依靠外部的電磁剎車，為此要增加電磁剎車器，使系統結構復雜，體積較大，剎車噪音大威本增加．
稀土永磁無刷直流電動機(以下簡稱無刷電機)是繞線機控制系統的理想驅動電機．眾所周知，無刷電機具有與有刷直流電動機相媲美的起動、調速和控制性能，即電機能夠實現重載(或過載)起動和無級調速，特別是它可以根據無刷電機的霍爾信號比較精確地進行繞線機的位置控制．這樣不僅可以簡化系統的機械和電路結構，降低成本，而且還能提升系統的整體性能，使繞線機更具有市場競爭力．
本文首先介紹了用于繞線機的無刷電機驅動系統構成，分析了其工況特點，在此基礎上提出了系統的計算機控制策略以及實現方法，討論了無刷電機的速度采樣和電子剎車問題，最后簡要報告了系統的調試情況．
1 系統組成及工況
繞線機的系統組成如圖l所示．該系統由220v交流電源供電，經相控整流后變為310 v直流電壓給控制器供電，選用310 V(Dc)、400 w、6 000RPM的無刷電機作為驅動電機，系統由Dsc控制．無刷電機驅動器接收cNc繞線機控制器的信號進
行啟動停車控制．
DSC是系統的控制核心，其主要作用是：第一，根據霍爾信號實現對無刷電機的換相等控制：第二，根據cNc繞線機控制器信號控制電機的啟動停車．第三，根據cNc繞線機控制器給定速度信號進行速度閉環控制．針對繞線機外部信號處理和無刷電機控制的需要，選用MIcROcHIP公司的16位微控制器dsPIC；30F2010作為本系統的控制芯片．
它有28個I／O口，大部分I／O口都具有25 mA的拉電流和灌電流．3個通用的16位定時器，12 KB片內閃存空間，具有4個16位輸入捕捉／比較功能引腳，2個16位比較／PwM輸出功能引腳和電機控制PwM模塊．片內6路l MsD s轉換速率的10位模數轉換器及3個外部電平中斷源等等．這款Dsc處理繞線機的外部控制信號和控制無刷電機很合適，在設計控制電路時不需要接入太多的外部電路，使系統更加簡單、可靠．
2控制策略
依據繞線機的工況特點及系統結構，其基本控制思想是：首先，根據cNc繞線機控制器給出的控制信號啟動停止電機，繞線機在繞線時負載不是很大，這一點也有利于電機的快速啟動、快速剎車和停車．cNc繞線機控制器要利用光柵進行速度采集，然后根據控制器上的設置情況變化給定轉速信號．
系統的控制軟件采用模塊化設計．主程序只是對子程序進行調用，具體功能由子程序執行．子程序包括：電機運轉速度閉環控制子程序、cNc控制器信號接收子程序、起動子程序、停車子程序、剎車子程序等．控制器開始處于等待狀態，一旦檢測到cNc控制器的啟動信號，就會讓電機運轉起來，當檢測到剎車信號時就啟動剎車程序，當轉到控制器設置的總圈數時，電機自動停車：然后控制器又進入等待狀態．若電機在起動或運行過程中發生堵轉，也會自動停車．程序如此不斷循環．
2．1 cNc控制器信號的接收
cNc控制器和電機驅動器有5條信號線，分別是公共端、剎車、速度調節用頻率信號，啟動、正反轉切換．這些信號是cNc控制器和電機驅動器之間的傳送，需進行光耦隔離 |
