Urządzenie pomiarowe w tradycyjnym asynchronicznym układzie sterowania silnikiem wykorzystuje głównie fotoelektryczny cyfrowy enkoder impulsowy i jest podatne na zakłócenia w procesie użytkowania, co zmniejsza niezawodność systemu i nie jest odpowiednie dla trudnych warunków pracy. Ze względu na powyższe niedociągnięcia, niniejszy dokument proponuje bezstopniowe sterowanie czujnikiem przestrzennej modulacji szerokości impulsu (SVPWM), które wykorzystuje nowoczesną technologię cyfrowego przetwarzania sygnałów do realizacji złożonego połączenia strumienia i sterowania prędkością. W oparciu o DSPTMS320F2812 realizowana jest wektorowa kontrola asynchronicznego czujnika prędkości silnika.
1 zasada modulacji szerokości impulsu przestrzennego
W przypadku silnika asynchronicznego, trójfazowy prąd przemienny obciążony stojanem wytwarza wirujące pole magnetyczne, które oddziałuje z indukowanym polem magnetycznym wirnika, aby wytworzyć moment obrotowy, który powoduje obrót wirnika. Przestrzenna modulacja szerokości impulsu przekształca trójfazowy wektor prądu stojana z współrzędnych na dwa równoważne i ortogonalne komponenty, z których jeden odpowiada prądowi pola, a drugi odpowiada prądowi momentu. Sterowanie wektorem przestrzeni ma na celu sterowanie wielkością, częstotliwością i fazą prądu trójfazowego stojana, utrzymywanie składowej pola magnetycznego przy maksymalnej dopuszczalnej wartości oraz regulację składowej prądu momentu obrotowego w celu regulacji wielkości momentu obrotowego. Sterowanie trybem przełączania falownika powoduje, że wektor przestrzeni napięciowej stojana silnika porusza się po torze kołowym, co znacznie zmniejsza tętnienie momentu obrotowego [1]
2.1 Oszacowanie strumienia wirnika
W układzie sterowania wektorowego zorientowanym na wirnik, dokładne oszacowanie i sterowanie wiązaniem strumienia wirnika jest jednym z kluczowych czynników wpływających na wydajność sterowania silnikiem. Szacuje się, że wiązka wirnika jest albo napięciem, albo prądem. Tradycyjny algorytm napięciowy jest prosty i jest mniej zależny od zmienności parametrów silnika, ale dokładność obserwacji jest niska przy niskiej prędkości, a problemy z akumulacją błędów i dryfsem czystego integralnego połączenia są poważne. Tradycyjny, aktualny model nie obejmuje czystych terminów integralnych. Wydajność obserwacji przy niskiej prędkości jest silniejsza niż metoda modelu napięciowego, ale nie jest tak dobra, jak ta przy dużej prędkości i na nią duży wpływ ma stała czasowa wirnika [2].
2.2 Zasada szacowania prędkości
Prędkość bezczujnikowego układu sterowania wektorowego jest szacowana na podstawie wyniku sprzężenia strumienia wirnika z modelu szacowania sprzężenia strumienia.
3 projekt systemu sterowania
W oparciu o zasadę sterowania bezobsługowymi wektorami, TMS320F2812 jest wybrany jako sprzęt systemu sterowania projektem podstawowego sterownika, a program jest zapisywany na platformie kompilacji CCS2000.
3.1 projektowanie sprzętu
Układ sterowania wektorowego z bezczujnikowym wektorem składa się również z obwodu głównego i obwodu sterującego. System stanowi trójfazowy obwód inwertera z urządzeniami zasilającymi IGBT. Obwód prostownika, obwód filtra, obwód zabezpieczający napęd i tranzystor IGBT są połączone, tworząc obwód główny uniwersalnej przetwornicy częstotliwości typu AC. Rdzeń kontrolny składa się z TMS320F2812 jako rdzenia. Procesor DSP jest odpowiedzialny za pobieranie prądu trójfazowego silnika, realizując algorytm sterowania bezobsługowym wektorem prędkości i ostatecznie wyprowadzając trójfazowy mostek falownika PWM [3].
3.2 projektowanie oprogramowania
Oprogramowanie systemowe jest napisane w języku C, w tym głównie program główny i podprogram zakończenia niedopełnienia timera.
4. Wniosek
Wraz z rozwojem różnych teorii sterowania, cyfrowych procesorów sygnałowych (DSP) i ich powszechnego zastosowania w sterowaniu motorycznym, rozwój technologii sterowania silnikiem wszedł w nową fazę. Z badań przeprowadzonych w tym artykule wynika, że bezszczotkowy układ sterowania silnikiem DC z TMS320F2812 jako rdzeniem ma wysoką precyzję sterowania, wysoką wydajność w czasie rzeczywistym, niskie zużycie energii przez system i może realizować bardzo bogate funkcje sterowania. Są to tradycyjne systemy kontroli. Bezkonkurencyjny, w pełni ucieleśnia wyższość sterowania DSP.
