無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)

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1、無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)微電機(jī)2007年第4O卷第11期(總第167期)中圖分類號:TM361文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001~848(2007)11.0022—04無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)邵剛.石山(1.空軍工程大學(xué),西安710038;2.空軍95974部隊(duì),

2、滄州061500)摘要:介紹一種用于無刷直流電動機(jī)的余度控制系統(tǒng),給出并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案及控制策略.系統(tǒng)采用兩套相互獨(dú)立的功率電路來驅(qū)動無刷直流電動機(jī),其特點(diǎn)是,通道故障時能夠?qū)崿F(xiàn)容錯工作模式,提高了系統(tǒng)的可靠性.試驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有良好的控制性能及動態(tài)特性.關(guān)鍵詞:DSP;無刷直流電動機(jī);余度;控制系統(tǒng)ResearchonRedundancyControlSystemofBLDCMSHAOGang一,SHIShan(1.AirForceEngineeringUniversity,Xi’an710038,Ch

3、ina;2.AirForceof95974Troops,Cangzhou061500,China)ABSTRACT:Thethesisintroducesacontrolsystemofdigitaldual—redundancypermanentmagnetbrushlessDCmotoranddescribesthehardwaredesignsolutionsandthecontrolmethodforcontrolsys—tem.Themotorisdrivenbytwoindependentsetsofpowe

4、relectroniccitcuits.Afault—toleratedoperationmodecanbeusedinthissystemforhighreliability.Theexperimentalresultsshowthatthesystemisgoodatcontrolperformanceanddynamiccharacteristics.KEYWORDS:DSP;BLDCM;Redundancy;ControlsystemU引旨無刷直流電動機(jī)具有交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠,維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn),而且具有

5、直流電動機(jī)運(yùn)行效率高,無勵磁損耗和調(diào)速性能好的特點(diǎn).在航空領(lǐng)域,多種高性能作戰(zhàn)飛機(jī)如直升機(jī),殲擊機(jī),無人機(jī)等正逐步由機(jī)電傳動機(jī)構(gòu)(Electro—MechanicalActuatior,EMA,航空上稱為機(jī)電作動器)取代現(xiàn)役飛機(jī)的液壓傳動機(jī)構(gòu),機(jī)電傳動機(jī)構(gòu)核心就是永磁無刷直流電動機(jī)】引.電力作動系統(tǒng)應(yīng)用于舵面操縱,燃油,剎車,環(huán)境控制等電力操縱和電力傳動系統(tǒng),與飛行安全和戰(zhàn)機(jī)性能緊密相關(guān),要求作動具有高可靠性和容錯能力.國內(nèi)外對余度控制系統(tǒng)作了大量的研究工作.研究結(jié)果表明,控制電路的可靠性較電機(jī)本體低.本文提出的雙余度控

6、制系統(tǒng)能夠在一余度驅(qū)動電路出現(xiàn)故障時,切斷此余度的PWM輸出,同時使收稿日期:2006—08-31—22一另一余度驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行.在控制系統(tǒng)運(yùn)行時,能夠及時,平穩(wěn)地進(jìn)行工作模式切換而不出現(xiàn)擾動.控制電路雙余度結(jié)構(gòu)模式提高了整個控制系統(tǒng)的可靠性.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電動機(jī)控制器主動性故障形式有功率變換器故障,驅(qū)動信號大電路故障和換相信號輸出故障.控制器出現(xiàn)短路,斷路等情況,造成電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)失常.雙余度容錯型控制器應(yīng)在出現(xiàn)故障的情況下,將故障的電路進(jìn)行隔離,切換到備份的工作狀態(tài).基于TMS320LF2407的雙余度永磁無刷直流

7、電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,主要包括功率驅(qū)動電路,三相MOSFET逆變電路,邏輯控制電路,保護(hù)電路監(jiān)控電路和通訊接口電路等.系統(tǒng)采用A,B事件管理器各產(chǎn)生6路PWM波分別控制A,B兩個余度功率驅(qū)動電路,驅(qū)動兩個三相MOSEFE逆變器,實(shí)現(xiàn)對無刷直流電機(jī)的無刷直流電動機(jī)余度控制技術(shù)邵剛石山雙余度控制.運(yùn)行模式有A余度工作模式和B余度工作模式.系統(tǒng)運(yùn)行模式由DSP的10口或SCI口輸入實(shí)現(xiàn).根據(jù)運(yùn)行模式和轉(zhuǎn)速,系統(tǒng)啟動相應(yīng)的事件管理器產(chǎn)生PWM波輸出.轉(zhuǎn)速給定由DSP的ADC口輸入,經(jīng)DSP的A/D轉(zhuǎn)換單元將模

8、擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號.根據(jù)給定的速度信號,DSP產(chǎn)生一定的PWM脈沖,經(jīng)過調(diào)整PWM的脈沖寬度控制功率管的開關(guān)時間,實(shí)現(xiàn)對永磁直流無刷電動機(jī)的控制.一旦產(chǎn)生故障,可通過故障保護(hù)電路,封鎖PWM的輸出,同時將系統(tǒng)切換到B余度工作模式.il圃l匝尸T6路l】wMcM’/QEPPDPIN’IAlADClI’I)pINIB6