基于cpld的无刷直流电机控制器设计毕业(论文)设计 下载本文

浙江理工大学本科毕业设计(论文)

图3-9 正转电磁场的逆变桥门控逻辑构成

电机三相霍尔输出与反转电磁场相对应的三相绕组的真值表的建模,如下图 3-10所示:

图3-10 反转电磁场的逆变桥门控逻辑

其内部结构如下图3-11所示:

图3-11 反转电磁场的逆变桥门控逻辑构成

用一个常值模块(F/R)模拟正反转按钮,用来控制选择具体采用哪个逆变

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桥门控逻辑。模块框图如下图3-12所示:

图3-12 电机正反转选择器

其内部结构如下图3-13所示:

图3-13 电机正反转选择器构成

3.3.3.3 任务3:电机制动控制?各相绕组短接制动

图3-14 制动模块

图3-15 制动模块构成

用一个阶跃模块(Brake)模拟制动按钮。制动时,关闭所有逆变桥下端的

MOS管,开启逆变桥上端的所有MOS管。使得上端MOS管短路BLDC绕组,

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实现短接制动。功能模块如上图3-14所示:

其内部结构如上图3-15所示:

在实际的应用,由于在电机高转速时,采用这种制动方式会产生很大的制动电流而烧毁MOS管或电机绕组,故一般在电机的转速下降到一定值时才采用这种方式开始制动。

3.3.3.4 任务4:逆变桥MOS管过流保护控制

仿真模型直接采用BLDC模型的相电流,运算判断是否过流而生成过流保护

信号。过流监测模块如下图3-16所示:

图3-16 过流监测模块

其内部结构如下图3-17所示:

图3-17过流监测模块构成

只要一次触发后,在这个系统上电运行周期内,这个触发的保护信号始终有

效,直到下次系统上电。

这个保护信号如果触发使能(1),将触发如下的过流保护模块,全部关闭逆

变桥的MOS管。模块如下图3-18所示:

图3-18 过流保护模块

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其内部结构如下图3-19所示:

图3-19 过流保护模块构成

3.3.4 Simulink仿真设置

由于仿真模型包含如BLDC模型等具有连续状态的用常微分方程描述的模

型,故需要常微分方程的数值积分算法(ODE算法)来求解;另一方面由于系统涉及较复杂的状态的求解,且系统的仿真时间较长,故选用变步长算法能显著提高仿真效率[16]。

模型实际选用了变步长(Variable-step),ode23tb(stiff/TR-BDF2)求解器。最大

仿真步长(Max step size):1e-5;相对仿真误差(Relative tolerance):1e-5;最小仿真步长(Min step size):auto;绝对仿真误差(Absolute tolerance):auto; 初始仿真步长(Initial step size):auto;

而由于系统中涉及电力电子器件模型,在仿真时需要通过调用Powergui模块

来设定电路的求解方式。模块外形如下图3-20所示。

图3-20 Powergui模块

其提供的求解方式可分为:

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