基于dsPIC30F4012的冰箱制冷壓縮機控制器

摘要：基于dsPIC30F4012設計一種用于冰箱制冷壓縮機的無刷直流電機控制系統。其驅動電機通過三段式升頻升壓法啟動，當運行至滿足自同步速度時，單片機通過檢測電機的端電壓獲取轉子的換相點，并通過PID算法提高系統的控制魯棒性。經測試，該系統具有良好的穩定性和可控性，既降低成本，又控制靈活，具有較高的實用價值。
關鍵詞：無刷直流電機(BLDC)；數字信號處理器(DSP)；脈沖寬度調制(PWM)；PID算法；dsPIC30F4012

1 引言
家用冰箱壓縮機的驅動電機一般采用單相異步電動機。為了提高冰箱的綜合性能，省電降噪，提高冰箱制冷系統的工作效率，需對壓縮機電機進行調速控制。無刷直流電機BLDC(brushless DC motor)既具有交流電機結構簡單，運行可靠，維護方便的優點，又具有直流電機運行效率高和調速性能好的優點，因此，這里采用dsPIC30F4012設計一種用于冰箱制冷壓縮機的無刷直流電機控制系統。

2 系統控制方案
該系統設計采用轉速、電流、位置三閉環控制方案，可獲得良好的控制性能，控制原理如圖1所示。

由于電機啟動時反電勢為零或很小，采用三段式升頻升壓法使電機啟動，這個過程主要由軟件實現，通過給被控電機提供頻率越來越高的驅動信號，同時不斷提高驅動信號的占空比，待電機達到一定速度時再轉向白同步運行方式。自同步運行時。單片機通過檢測反電勢過零點確定電機位置，再根據位置信號改寫OVDCON(控制寄存器)值，逆變器采用pwm_on調制方式，即各個功率器件在導通的前60°進行PWM調制，后60°保持恒通的兩兩導通方式。該導通方式繞組利用率高，電機出力最大，平穩性最好，且PWM調制方式控制簡單，無控制死區，能有效抑制換向轉矩脈動，顯著提高電機的運行性能。