一種基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置的製作方法

2023-12-04 15:21:31

本實用新型涉及電機控制技術領域，具體為一種基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置。

背景技術：

無刷直流電機的控制器早期由於受到科學技術發展的制約，主要採用的是結構比較簡單、價格比較低廉、操作比較簡易的模擬控制器，使得它的抗幹擾能力比較差、控制性能達不到良好的效果。

近年來軟體技術發展迅速，模擬控制逐步發展為數字控制，軟體程序代替硬體結構，這樣不僅可以有效簡化硬體電路，而且可以提高控制系統的性能。隨著計算機技術和智能控制理論的跨時代飛速發展進步，MCU,DSP,FPGA,CPLD等微型處理器的指令速度與存儲空間發生了質的變化，直接高效的促進了無刷直流電機控制技術的發展。

如今，人們普遍使用DSP作為電機控制的處理器，因為TI公司發布了電機控制專用的DSP，它的運算速度比較快，可以實現複雜算法的實時控制，如能提高電機控制系統性能的卡爾曼濾波、狀態預估和參數自適應等複雜控制方法均可用DSP實現。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置，具備體積小、效率高、控制效果優良以及精度高的優點，解決了現有技術中印刷床的使用效率低，體積大，精度差的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置，包括控制單元、無刷直流電機和逆變器，所述控制單元經外圍電路電性連接到上位機，控制單元經控制電路電性連接到無刷直流電機，無刷直流電機經驅動電路電性連接到印刷床負載；所述無刷直流電機安裝有位置檢測單元，位置檢測單元經反饋電路電性連接到控制單元，無刷直流電機內部設有速度檢測單元，速度檢測單元經反饋電路電性連接到控制單元，無刷直流電機經供電電路電性連接到逆變器，逆變器經濾波電路外接市電，逆變器輸出側安裝有電流檢測單元，電流檢測單元經反饋電路電性連接到控制單元。

優選的，所述控制單元採用的控制晶片為STM320F28335的DSP。

優選的，所述無刷直流電機為三相永磁無刷直流電機。

優選的，所述位置檢測單元採用三個霍爾位置傳感器。

優選的，所述速度檢測單元採用光電式旋轉編碼器。

優選的，所述逆變器由六個全控型器件IGBT和六個二極體所連接的三個橋臂組成。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：

1、本實用新型的基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置，通過設置控制單元、無刷直流電機和逆變器，使得該基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置在印刷床負載發生變化是能夠快速的反饋信號到控制單元，使得整個裝置控制的精度有很大的提高，有效的提升了印刷行業的效率，給其帶來可觀的經濟效益。

2、本實用新型的基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置，通過設置控制單元、無刷直流電機、逆變器、電流檢測單元、位置檢測單元以及速度檢測單元，不僅使得該裝置具有優異的精度和效果，有效的增加了該裝置的適用性，同時還使得裝置的體積得到極大的縮小，方便用戶的控制和使用，另外，在控制單元的外圍電路設置上位機能夠直觀的反應裝置的狀態並能主動的設置參數，市電經電容濾波後電性連接到逆變器，使交流電轉變為直流電供給無刷直流電機，經逆變後的直流電經電流檢測單元反饋給控制單元，用以對無刷直流電機轉速的控制，速度檢測單元將速度信號反饋到控制單元用以和給定值比較處理，位置檢測單元能夠檢測轉子的位置，將信號反饋到控制單元使其達到對於無刷直流電機的控制，而有效的解決了現有技術中印刷床無刷直流電機控制裝置的使用方便以及控制精度不理想的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構模塊控制示意圖。

圖中：1控制單元、2無刷直流電機、3逆變器、4上位機、5印刷床負載、6電流檢測單元、7位置檢測單元、8市電、9速度檢測單元。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖1，一種基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置，包括控制單元1、無刷直流電機2和逆變器3，控制單元1經外圍電路電性連接到上位機4，控制單元1採用的控制晶片為STM320F28335的DSP，本案選用TMS320F28335晶片作為微控制器器，它是美國TI發布的一款TMS320F2833X系列數位訊號處理器，該系列屬於TMS320C2000TM數位訊號控制平臺，它包含單精度浮點單元，這使得用戶可以使用高層次的語言開發系統控制軟體，內存總線採用哈佛總線結構使得晶片的主頻有了很大的提高，DSP片內集成眾多其他功能外設，如定時器、HP工、DMA控制器、PLL,JTAG,ROM,RAM等，這些外設不僅可以大大的提高DSP數據處理速度，而且能夠提高數據的吞吐能力，方便用戶的操作使用；控制單元1經控制電路電性連接到無刷直流電機2，無刷直流電機2為三相永磁無刷直流電機，三相永磁無刷直流電機相對於與傳統的有刷電機消除了電刷換相所帶來的火花，擴大了其使用範圍的限制，而且在體積很效率方面也有了很大提升，為當代的用戶所青睞，無刷直流電機2經驅動電路電性連接到印刷床負載5，無刷直流電機2安裝有位置檢測單元7，位置檢測單元7採用三個霍爾位置傳感器，通過霍爾位置傳感器來獲取轉子的位置，每一個三相無刷直流電機中應該安設三個霍爾位置傳感器，輸出的邏輯信號經隔離電路後直接進入DSP的捕獲單元進行邏輯運算處理，從而使得控制單元1達到換相的目的，霍爾電流傳感器，它不僅測量精度高，動態性能好，而且體積小，很好的滿足了裝置的需求；位置檢測單元7經反饋電路電性連接到控制單元1，無刷直流電機2內部設有速度檢測單元9，速度檢測單元9採用光電式旋轉編碼器，光電式旋轉編碼器通常主要包含光柵編碼器和光電檢測器兩部分，在光柵盤等分的開通若干個小孔，當無刷直流電機與光柵盤同軸旋轉的時候，若光源通過小孔被傳感器接收，則傳感器輸出高電平1，若光源被遮擋，則傳感器輸出低電平0，這樣可以經過光電檢測裝置轉換輸出穩定的脈衝信號，則每秒測的輸出脈衝的個數就是電機每秒轉過的圈數，從而達到對電機轉速的測量，從而經反饋電路反饋到控制單元1，達到對無刷直流電機2工作狀態的實時的監控；速度檢測單元9經反饋電路電性連接到控制單元1，無刷直流電機2經供電電路電性連接到逆變器3，逆變器3由六個全控型器件IGBT和六個二極體所連接的三個橋臂組成，IGBT做為新一代全控型開關器件，具有控制電流低，控制精度高，響應的時間短，體積較小，控制頻率高，能夠為無刷直流電機2提供線性穩定的直流電；逆變器3經濾波電路外接市電8，逆變器3輸出側安裝有電流檢測單元6，電流檢測單元6經反饋電路電性連接到控制單元1，電流檢測單元6能夠根據控制單元1實時接受反饋來的無刷直流電機2的工作狀態，根據上位機4和印刷床負載5的要求，接受控制單元1處理信號通過控制電流的大小達到對無刷直流電機2工作狀態的調整，整體設計合理，滿足了印刷床的工作需求，提高了效益。

綜上所述：該基於DSP的印刷床無刷直流電機控制裝置，通過設置控制單元1、無刷直流電機2、逆變器3、電流檢測單元6、位置檢測單元7以及速度檢測單元9，不僅使得該裝置具有優異的精度和效果，有效的增加了該裝置的適用性，同時還使得裝置的體積得到極大的縮小，方便用戶的控制和使用，另外，在控制單元1的外圍電路設置上位機4能夠直觀的反應裝置的狀態並能主動的設置參數，市電8經電容濾波後電性連接到逆變器3，使交流電轉變為直流電供給無刷直流電機2，經逆變後的直流電經電流檢測單元6反饋給控制單元1，用以對無刷直流電機2轉速的控制，速度檢測單元9將速度信號反饋到控制單元1用以和給定值比較處理，位置檢測單元7能夠檢測轉子的位置，將信號反饋到控制單元1使其達到對於無刷直流電機2的控制，而有效的解決了現有技術中印刷床無刷直流電機控制裝置的使用方便以及控制精度不理想的問題。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。