基于C868的低成本開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)(04-100)

　　必須特別指明的是正轉(zhuǎn)矩(電動轉(zhuǎn)矩)只有當(dāng)電機(jī)電感增加階段才能得到,而在電感處于減少時只能得到負(fù)轉(zhuǎn)矩(制動轉(zhuǎn)矩) 。因此相電流的大小以及開始和截止的確切時刻是決定開關(guān)磁阻電機(jī)最終運(yùn)行性能的關(guān)鍵因素。

　　無論系統(tǒng)采用何種控制策略, 在開關(guān)磁阻電機(jī)控制中需要用到下列兩種PWM調(diào)制方法。

　　·電壓型PWM調(diào)制 - 低速區(qū)域

　　如圖2所示, 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時,兩次換流之間的間隔足夠大, 常見的固定頻率電壓型PWM調(diào)制用于控制電流幅值及其變化。

　　·單脈沖觸發(fā)模式 - 高速區(qū)域

　　隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)速不斷增加, 換流間隔的不斷減小以及反電勢的影響日益明顯, 相電流的調(diào)節(jié)越來越困難。最終當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后, 已無法通過控制相電流的幅值及其變化來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速, 而只能通過控制相電流導(dǎo)通和截止的時刻來達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的, 此時電機(jī)處于單脈沖觸發(fā)運(yùn)行模式, 如圖2所示。在這種模式下, 通過不斷調(diào)整各相電流的導(dǎo)通和截止時刻, 就能保證在正轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生區(qū)域及時加上電流, 而在負(fù)轉(zhuǎn)矩區(qū)域來臨之前及時關(guān)斷電流， 從而保證電機(jī)的正常運(yùn)行。

　　C868和CAPCOM6E

　　C868是英飛凌8位單片機(jī)產(chǎn)品家族中的新成員，可為各種應(yīng)用和系統(tǒng)提供低成本的先進(jìn)控制功能。對于研發(fā)和批量生產(chǎn)，SRAM型號可以最低的系統(tǒng)費(fèi)用實(shí)現(xiàn)高度的靈活性。對應(yīng)的ROM型號能進(jìn)一步降低成本。借助功能強(qiáng)大的片上PWM發(fā)生單元CAPCOM6E，C868滿足了對低成本、高實(shí)時性的電力電子控制的所有要求。利用靈活的CAPCOM6E，由硬件/軟件處理所有對時間要求十分苛刻的任務(wù)，而CPU則處理用戶命令，并可進(jìn)行相應(yīng)的控制運(yùn)算。內(nèi)置的5通道/8位ADC所具備的同步特性有助于測量無噪音相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)。

　　CAPCOM6E是一種功能強(qiáng)大、靈活的比較捕捉單元，可驅(qū)動多種類型的電機(jī)(交流異步電機(jī)IM、直流無刷電機(jī)BLDC和開關(guān)磁阻電機(jī)SRM等)，是基于此類PWM單元十多年的研發(fā)的最新成果。

　　CAPCOM6E具備以下特性：

　　·2個獨(dú)立的帶預(yù)分頻器的16位計時器。

　　T12具有三個捕捉/比較通道，每個通道有兩個輸出，可用作捕捉通道或比較通道，并且具備死區(qū)時間控制，可避免功率電路出現(xiàn)短路。T12有中心對齊、邊緣對齊、單脈沖觸發(fā)模式和滯環(huán)控制等控制模式，可用于控制感應(yīng)電機(jī)IM、直流無刷電機(jī)BLDC和開關(guān)磁阻電機(jī)SRM。

　　對于開關(guān)磁阻電機(jī), 其單脈沖觸發(fā)模式可用于電機(jī)高速區(qū)域的控制。

　　T13有一個獨(dú)立的比較通道和一路輸出，可生成高速PWM信號，并控制占空比。T13也支持單脈沖觸發(fā)模式，可與T12同步。PWM信號可自動迭加至T12的六路輸出中任何一個(或全部)的有效電平上。