基于STM32的交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動器設(shè)計

2．3 溫度檢測電路
IPM芯片內(nèi)部集成了溫度保護(hù)功能，圖3為IPM驅(qū)動芯片的溫度檢測電路。芯片內(nèi)部含有熱敏電阻，當(dāng)溫度過高時就會通過檢測電路的電壓比較器輸出故障信號反饋給IPM芯片的7引腳，在芯片內(nèi)部經(jīng)分析處理后采取及時的措施對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，如將IGBT軟遮斷，當(dāng)溫度正常時再解除保護(hù)。

2．4 電流檢測電路
對于數(shù)字化伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)矩環(huán)的性能直接影響著系統(tǒng)的控制性能。電流采樣的精度和實時性很大程度上決定了系統(tǒng)的動靜態(tài)性能，精確的電流檢測是提高系統(tǒng)控制精確、穩(wěn)定性和快速性的重要環(huán)節(jié)。在伺服控制系統(tǒng)中電流檢測的方法有多種，常見的一種是采用霍爾電流傳感器，將電流信號經(jīng)過電磁轉(zhuǎn)換變?yōu)橹绷麟妷盒盘栞敵?，然后?jīng)運(yùn)算比較電路處理后輸出到控制芯片。另一種方式是采用電流檢測，論文即采取這種檢測方式。圖4為電流檢測電路，取采樣電阻兩端的電壓經(jīng)線性光耦HCPL-7840隔離、放大后輸入到電壓比較運(yùn)算放大器，再將比較后的值輸入到控制芯片STM32中進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，從而得出當(dāng)前的電流值。由于PMSM為三相對稱電機(jī)，即Ia+Ib+Ic=0，因此，研究檢測其中兩相就能得到三相電流。

3 STM32驅(qū)動PMSM原理及實現(xiàn)
控制模塊作為電機(jī)驅(qū)動的弱電部分，是電機(jī)的控制核心，也是伺服驅(qū)動技術(shù)核心控制算法的運(yùn)行載體。控制芯片性能的優(yōu)劣直接影響整個伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能。意法半導(dǎo)體的STM32是采用基于ARM工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嵌入式處理器Cortex-M3為內(nèi)核的32位微處理器，主頻可高達(dá)72MHz，內(nèi)置Flash和SRAM(容量可分別高達(dá)512 KB和64 KB)。強(qiáng)大的內(nèi)核及其豐富的外設(shè)，使其在無刷馬達(dá)控制應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的使用。馬達(dá)控制配套軟件庫V2.0包含電機(jī)矢量控制函數(shù)庫，新增支持單旁路無傳感器控制、內(nèi)部永磁(IPM)電機(jī)控制和永磁同步(PMSM)電機(jī)弱磁控制的算法，極大地簡化了電機(jī)的控制，縮短了研發(fā)周期。基于此，論文選取STM32作為控制核心芯片，針對PMSM的控制提出了FOC+SVPWM控制算法。FOC(矢量控制)的應(yīng)用使得交流PMSM具有直流電機(jī)一樣的特性，解決了交流電機(jī)強(qiáng)耦合、非線性的問題，提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能，實現(xiàn)對PMSM電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的控制。