lem電流傳感器在伺服控制系統(tǒng)中的應用

在本系統(tǒng)中，由兩個lem模塊檢測a相和b相的電流。在實際調試中，由于經過傳感器出來的電流信號有高次偕波及其它干擾信號，因此必需要設計濾波器把高次偕波及其它干擾信號抑制掉。結合實際情況考慮，本文設計了帶有電壓跟隨的二階低通濾波器的電流檢測電路，具體原理圖如圖4所示。

在開關模式控制下，相電流信號含有需要濾出的高次諧波。設計中，首先利用pspice軟件對濾波器進行虛擬設計[2]，經過仿真驗證后，確定采用二階的巴特沃斯濾波器結構，系統(tǒng)利用電流傳感器檢測電流，經濾波、幅度變換、零位偏移、限幅，轉化為0～3v的電壓信號送入dsp的a/d引腳。

圖4中的二階巴特沃斯濾波器(虛線框內所示)的幅頻特性曲線如圖5所示，通頻帶內的頻率響應曲線最大限度平坦，截至頻率為300hz，衰減斜率為-40db/dec。

實驗結果

實驗系統(tǒng)中，pwm頻率為15khz，死區(qū)時間為3μs，電流環(huán)采樣周期為67μs，速度環(huán)采樣周期為0.67ms，速度環(huán)的輸出限幅值為額定電流的1.5倍，電流環(huán)的輸出限幅為額定電壓的1.2倍。實驗控制一臺8極的永磁同步電動機電機，其參數(shù)為：額定功率：1.88kw，額定轉速：2500r/min，額定電流：7.5a，額定轉矩：7.5nm，額定電壓：220v。電機分別在10r/min、200r/min、1000r/min、2000r/min且速度調節(jié)器參數(shù)設置為：kpv=0.5，kiv=0.02;電流調節(jié)器參數(shù)設置為：kpi=0.2，kii=0.02時的起動—停止過程的轉速曲線分別如圖6～9所示。

從圖6～9所示的實驗波形可看出當電機空載運行時，系統(tǒng)運行在速度電流閉環(huán)狀態(tài)下，可迅速達到穩(wěn)態(tài)，超調及穩(wěn)態(tài)誤差都很小，實驗結果表明本系統(tǒng)設計合理，具有良好的動靜態(tài)性能。

結語

在本系統(tǒng)應用中，lem傳感器能正確的測量電機電流，并轉換成相應輸出量，各方面性能指標都能滿足本系統(tǒng)的要求，是一款非常不錯的產品。綜上所述，采用霍爾電流傳感器(lem模塊)采樣電流，線性度好、功耗小，溫度穩(wěn)定性好，精度普遍較高，是較為理想的電流傳感器。在本系統(tǒng)研發(fā)的過程中，非常多謝該公司的工程師周到的服務和技術支持。希望以后lem電子公司能提供更多的產品和更好的技術支持，一起為我國的高端伺服控制產業(yè)取得更大的發(fā)展而努力。

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