此體系將近年來發(fā)展迅速的無刷直流電機(jī)與DSP控制技術(shù)相結(jié)合，選用一片DSP控制器完成對兩臺稀土永磁無刷直流電機(jī)的控制，具有低成本、高性能的特色。 稀土永磁無刷電機(jī)因為具有效率高、性能好、結(jié)構(gòu)簡略、散熱簡單、噪聲小等特色，滿足醫(yī)用行業(yè)對醫(yī)療器械各方面的特殊要求。因而，以稀土永磁無刷電機(jī)驅(qū)動的直線式驅(qū)動組織替代有刷電機(jī)驅(qū)動組織和單相交流異步電機(jī)驅(qū)動組織，具有杰出的社會含義及廣闊的市場前景。 電動牙科座椅具有兩個自由度，俯仰和升降。本伺服體系選用兩臺稀土永磁無刷直流電動機(jī)作為運(yùn)動控制主部件，針對兩個自由度分別處以驅(qū)動。 電機(jī)控制部分僅選用一片DSP(數(shù)字信號處理器)芯片TMS320LF2407A完成對兩臺無刷電機(jī)的控制，充分利用了DSP豐富的片上資源，對兩臺電機(jī)的PWM輸入悉數(shù)選用DSP供給，省去了邏輯芯片，提高了體系的可靠性。通過SPI片內(nèi)串行外設(shè)擴(kuò)展了存儲器芯片，選用FRAM(非易失性存儲器)具有掉電維護(hù)功用，完成在關(guān)電的情況下對電動座椅的方位的記憶。 電機(jī) 電機(jī)額外功率為55W，額外電壓24V，作業(yè)狀況為短時運(yùn)轉(zhuǎn)，額外轉(zhuǎn)速1800rpm，規(guī)劃方式按方波規(guī)劃，電機(jī)為十二槽兩對極。槽形為梯形口扇形槽，繞組方式為三相星形六狀況，槽滿率為52%，轉(zhuǎn)子磁鋼選用粘結(jié)釹鐵硼，徑向充磁。磁鋼詳細(xì)參數(shù)如下：Br>6000Gs，Hc>5000Oe，[BH]max>8MG·Oe，Hjc>10000Oe。有限元剖析中，電機(jī)實踐電磁轉(zhuǎn)矩為0.2394N·m。 控制器 本控制器主控單元選用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A，主控單元需求檢測電機(jī)的電流信號和轉(zhuǎn)子方位信號，并為驅(qū)動板供給六路PWM驅(qū)動信號，因而，控制一個無刷直流電動機(jī)，需求6個PWM輸出，一路ADC轉(zhuǎn)化，三個捕獲單元。 關(guān)于TMS320LF2407A處理器，因為其有兩個事情管理器(EVA和EVB)，每個事情管理器都有3個捕獲單元并能夠輸出6路PWM，所以該芯片能夠一起直接為兩臺無刷直流電動機(jī)供給控制信號。因為控制芯片外圍電路較為老練，但其具有較大的程序存儲器，因而，相關(guān)于硬件而言，要完成針對電機(jī)的靈活控制，側(cè)重從軟件方面下手。 驅(qū)動 本電機(jī)控制體系的驅(qū)動環(huán)節(jié)電路選用全橋結(jié)構(gòu)，通過對六個功率元件的開、關(guān)的控制，對電機(jī)電壓、電流波形進(jìn)行調(diào)制。通過利用TMS320LF2407A內(nèi)含的四個各自獨(dú)立的16位通用定時器、六個全比較器完成電機(jī)電壓的PWM調(diào)制。TMS320LF2407A內(nèi)含可編程死區(qū)控制，六個全比較器中的任何一個與通用定時器、死區(qū)控制單元一起用于發(fā)作一對有可編程死區(qū)和輸出極性的PWM輸出。共有十二路這樣的PWM輸出。每六個輸出能夠用來控制無刷直流電機(jī)，完成DSP對兩臺電機(jī)的控制。 選用IRF540功率管，該器材最高作業(yè)電壓為100V，最大作業(yè)電流28A，最大功率損耗150W，徹底滿足該體系功率要求；續(xù)流二極管D1～D6選用快恢二極管；電容C1～C3用來吸收直流母線上的尖峰電壓，避免過高的母線電壓擊穿功率管；電阻R2用來檢測電機(jī)的直流母線上電流，避免電機(jī)過流發(fā)作故障，該過流信號Isence通過處理后輸入到功率橋的前級驅(qū)動芯片和DSP處理器中，在過流時能夠及時封鎖門極驅(qū)動信號。 功率管的前級驅(qū)動選用IR公司的電機(jī)驅(qū)動芯片IR2130，該芯片集驅(qū)動、死區(qū)、過流維護(hù)等功用與一體，運(yùn)用單電源即可完成六只功率管的驅(qū)動，運(yùn)用時極為方便，特別適合于小功率驅(qū)動范疇。 軟件 依據(jù)界說的功用，軟件分為如下幾大模塊： 初始化模塊：主程序初始化模塊(_c_int0)，EVA初始化模塊(EVA_INIT)，EVB初始化模塊(EVB_INIT)； 電機(jī)發(fā)動模塊：電機(jī)A發(fā)動模塊(MOTORA_START)，電機(jī)B發(fā)動模塊(MOTORB_START)； 換向模塊：電機(jī)A換向模塊(COMMUTATION_A)，電機(jī)B換向模塊(COMMUTATION_B)； 霍爾信號捕獲模塊：電機(jī)A的霍爾信號捕獲模塊(CAPIN_A)，電機(jī)B的霍爾信號捕獲模塊(CAPIN_B)； 鍵盤剖析模塊：電機(jī)A的鍵盤輸入剖析模塊(KEY_ANALYSE_A)，電機(jī)B的鍵盤輸入剖析模塊(KEY_ANALYSE_B)； PID調(diào)節(jié)模塊(_PID)，方位記憶模塊(REM)。 稀土永磁無刷直流電機(jī)與DSP控制技術(shù)相結(jié)合，是無刷電機(jī)的一個重要發(fā)展方向。