三相異步電機雙閉環調速控制系統設計

2．1 AT89S52單片機控制單元
AT89S52控制單元主要完成以下功能：一是通過鍵盤輸入接口完成對給定轉速的設定；二是通過液晶顯示單元完成對給定轉速、電機啟動時轉速和達到穩態時轉速的顯示；三是完成對雙口RAM中存儲數據的讀取，并將讀取的數據通過USB接口電路導入上位機或通過D／A輸出電路輸入到模擬設備。其中，液晶顯示單元采用中文圖形兩用型液晶顯示模塊OCMJ4X8B-2；鍵盤輸入采用矩陣式按鍵鍵盤可以通過單片機調用預設的漢字，可以輸入數字(用來設置轉速)；雙口模塊用來存儲TMS320LF2407A采集的變量波形數據。
2．2 TMS320LF2407A控制單元
TMS320LF2407A控制單元的電路原理圖如圖2所示。該控制單元電路主要包括光耦隔離電路、轉速檢測電路、電流檢測電路和電壓檢測電路，分別完成對IPM的驅動、轉速檢測與控制、過流保護、過壓和欠壓保護等功能。

光耦隔離電路由6片東芝公司的TLPl27及相應的限流電阻組成，主要完成TMS320LF2407A與IPM智能功率模塊的電氣隔離，并將輸出的PWM信號放大。
轉速檢測電路采用歐姆龍1024原旋轉型線編碼器E6B2-CWZ6C，編碼器輸出的脈沖經過TMS320LF2407A內部4倍頻后可以實現每轉4 096個脈沖，從而保證了轉速的精度。根據采樣得到的數據與給定數據比較，調整DSP輸出驅動脈沖的寬度，從而調節交流電機的轉速。
電流采樣電路采用3片霍爾電流傳感器CN61M／TBC25C04，一路將檢測到的直流母線上瞬時電流值送入過流保護電路，當其值大于過電流值時，相應過流保護電路動作產生保護信號，關斷PWM信號的輸出；另外兩路檢測流過電動機的電流，通過變換改變DSP輸出的驅動脈沖，進而保持電機的轉速不變。在本文設計的控制系統中，TMS320LF2407A采用了ADCIN00，ADCIN01和ADCIN02三路通道，以采集電機A相、B相和直流母線的電流。
直流母線的采樣電壓通過ADCIN03通道輸入DSP，根據采樣得到的數據，在電壓超過設定的上、下限值時，DSP關斷PWM脈沖的輸出，從而實現過壓和欠壓保護功能。

3 系統軟件設計
3．1 閉環調速控制的原理
本文設計的雙閉環調速控制系統的原理框圖如圖3所示。