UFC760BE141 3BHE004573R0141控制模塊寄存器的設(shè)置

以下為該產(chǎn)品具體參數(shù)規(guī)格

品牌? ABB? ? 規(guī)格? ?12*12*12? ?顏色? ?黑色? ?特點(diǎn)? 通訊模塊

電流：5A? ? ?電壓：220V? ? ?電阻：5歐

加工定制? 否? ?物料編碼? ?685499? ?輸出頻率? ?230

系統(tǒng)環(huán)境? ?正常? ? 系統(tǒng)能力? ?強(qiáng)? ?操作系統(tǒng)? ?簡(jiǎn)單

系統(tǒng)功能? ?強(qiáng)? ?可售賣地? ?全國(guó)

適用于燃?xì)狻⒐┧?、污水處理、冶? ?鋼鐵制造? 水力發(fā)電? 火力發(fā)電

造紙行業(yè)? 玻璃制造等等??

交流伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，機(jī)器人等領(lǐng)域，在這些要求高精度，高動(dòng)態(tài)性能以及小體積的場(chǎng)合，應(yīng)用交流永磁同步電機(jī)（PMSM）的伺服系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢(shì)。PMSM本身不需要?jiǎng)?lì)磁電流，在逆變器供電的情況下，不需要阻尼繞組，效率和功率因數(shù)都比較高，而且體積較同容量的異步電機(jī)小。近幾年來，隨著微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的交流伺服系統(tǒng)采用了數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和智能功率模塊（IPM），從而實(shí)現(xiàn)了從模擬控制到數(shù)字控制的轉(zhuǎn)變。促使交流伺服系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。本文介紹了一種永磁同步電機(jī)的伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，它采用F240DSP作為控制芯片，同時(shí)采用定子磁場(chǎng)定向原理（FOC）進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，性能可靠，并已成功地應(yīng)用于實(shí)際的伺服控制系統(tǒng)中。

1??? PMSM數(shù)學(xué)模型

??? 永磁電機(jī)可分為兩種：一種輸入電流為方波，也稱為無刷直流電機(jī)（BLDCM）；另一種輸入電流為正弦波，也稱為永磁同步電機(jī)（PMSM）。本文針對(duì)后者的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為建立永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸（dq軸）數(shù)學(xué)模型，作如下假定：

??? 1）忽略電機(jī)鐵心的飽和；

??? 2）不計(jì)電機(jī)的渦流和磁滯損耗；

??? 3）轉(zhuǎn)子沒有阻尼繞組。

??? 在上述假定下，以轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)（軸）表示的電機(jī)電壓方程如下：

定子電壓方程

????ud=Rsid＋pψd－ωeψq（1）

????uq=Rsiq＋pψq＋ωeψd（2）

定子磁鏈方程

????????????ψd=Ldid＋ψf（3）

????????????ψq=Lqiq（4）

電磁轉(zhuǎn)矩方程

????Tem=Pn[ψfiq＋(Ld－Lq)idiq]（5）

電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程

????J=Tem－TL（6）

式中：ud，uq為d，q軸電壓；

??????id，iq為d，q軸電流；Ld，Lq為定子電感在d，q軸下的等效電感；

??????Rs為定子電阻；

????????????ωe為轉(zhuǎn)子電角速度；

????????????ψf為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)鏈過定子繞組的磁鏈；

??????p為微分算子；

??????Pn為電機(jī)極對(duì)數(shù)；

????????????ωm為轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)速；

??????J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

??????TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

2??? 矢量控制策略

??? 上述方程是通過a，b，c坐標(biāo)系統(tǒng)到d，q轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系統(tǒng)的變換得到的。這里取轉(zhuǎn)子軸為d軸，q軸順著旋轉(zhuǎn)方向超前d軸90°電角度。其坐標(biāo)變換如下。

2.1??? 克拉克（CLARKE）變換

??? =（7）

反變換為

??? =（8）

2.2??? 帕克（PARK）變換

??? =（9）

反變換為

??? =（10）

??? 從轉(zhuǎn)子坐標(biāo)來看，對(duì)于定子電流可以分為兩部分，即力矩電流iq和勵(lì)磁電流id。因此，矢量控制中通常使id=0來保證用最小的電流幅值得到最大的輸出轉(zhuǎn)矩。此時(shí)，式（6）的電機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為

????Tem=Pnψfiq（11）

由式（11）看出，Pn及ψf都是電機(jī)內(nèi)部參數(shù)，其值恒定，為獲得恒定的力矩輸出，只要控制iq為定值。從上面dq軸的分析可知，iq的方向可以通過檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸來確定。從而使永磁同步電機(jī)的矢量控制大大簡(jiǎn)化。圖1是其系統(tǒng)的控制框圖，該系統(tǒng)可以工作于速度給定和位置給定模式下，并且PWM調(diào)制方法采用空間矢量調(diào)制法。

圖1??? 系統(tǒng)控制框圖

3??? 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

3.1??? 硬件設(shè)計(jì)

3.1.1??? DSP以及周邊資源

??? 以DSP為核心的伺服系統(tǒng)硬件如圖2所示。整個(gè)系統(tǒng)的控制電路由DSP組成。DSP作為控制核心，接受外部信息后判斷伺服系統(tǒng)的工作模式，并轉(zhuǎn)換成逆變器的開關(guān)信號(hào)輸出，該信號(hào)經(jīng)隔離電路后直接驅(qū)動(dòng)IPM模塊給電機(jī)供電。另外EEPROM用于參數(shù)的保存和用戶信息的存儲(chǔ)。

圖2??? 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

3.1.2??? 功率電路

??? 整個(gè)主電路先經(jīng)不控整流，后經(jīng)全橋逆變輸出。逆變器選用IGBT的智能控制模塊。模塊內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路，并設(shè)計(jì)有過電壓、過電流、過熱、欠電壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路。系統(tǒng)的輔助電源采用開關(guān)電源，主要供電包括6路開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電源，DSP，IO接口控制芯片的電源和采樣LEM。

3.1.3??? 電流采樣電路

??? 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求至少采用兩相電流，由于負(fù)載的對(duì)稱性，故采樣ib和ic兩相電流。采樣電路采用霍爾傳感器并經(jīng)模擬電路處理在±5V的電壓范圍內(nèi)，再經(jīng)雙極性A/D轉(zhuǎn)換芯片后送入DSP內(nèi)。

3.1.4??? 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路

??? 電機(jī)反饋采用增量式光電編碼器，該編碼器分辨率為2500脈沖/轉(zhuǎn)，輸出信號(hào)包括A，B，Z，U，V，W等脈沖，其中A和B信號(hào)互差90°（電角度），DSP通過判斷A和B的相位和個(gè)數(shù)可以得到電機(jī)的轉(zhuǎn)向和速度。通過采集這些信號(hào)判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)的轉(zhuǎn)速。另外U，V，W三相互差120°（電角度），用于在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。

3.1.5??? 保護(hù)電路

??? 系統(tǒng)在主電路中設(shè)置了過壓、欠壓、IGBT故障、電機(jī)過熱、IPM過熱、編碼器故障檢測(cè)等保護(hù)，故障信號(hào)經(jīng)邏輯電路后可直接封鎖開關(guān)脈沖，同時(shí)通過DSP的I/O口輸入，通過軟件檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的保護(hù)。

3.2??? 軟件設(shè)計(jì)

??? DSP伺服控制程序由3個(gè)部分組成：主程序、定時(shí)采樣程序和DSP與周邊資源的數(shù)據(jù)交換程序。

3.2.1??? 主程序

??? 主程序內(nèi)完成系統(tǒng)的初始化，I/O接口控制信號(hào)，DSP內(nèi)各個(gè)控制模塊寄存器的設(shè)置等，然后進(jìn)入循環(huán)程序。

3.2.2??? 定時(shí)采樣程序

??? 定時(shí)采樣程序是整個(gè)伺服控制程序的核心，在這里實(shí)現(xiàn)電流環(huán)、速度環(huán)的采樣以及矢量控制、PWM信號(hào)生成、各種工作模式選擇和I/O的循環(huán)掃描。其中，每個(gè)采樣周期完成電流環(huán)的采樣，開關(guān)信號(hào)的輸出，速度環(huán)和位置環(huán)控制。PWM控制信號(hào)采用規(guī)則采樣PWM調(diào)制方法生成，在每個(gè)采樣周期中對(duì)每相電流進(jìn)行一次誤差判斷以決定下個(gè)周期開關(guān)管的占空比。

BENTLY 136188-02

REXROTH VEP40.3CEN-256NN-MAD-128-NN-FW

KONGSBERG RCU501

ABB AI02J

YOKOGAWA YHC5150X

ABB 3BHB007445P0001 POS.A6033

ABB 3AFE61320946P0001 POS.A6091

ABB AO02

BENTLY 125680-01

Rolls-Royce RRWRC01

ABB PFXC141

ABB PFXA401F

ABB PFVI401

ABB PXAH401

ABB PFVO142

ABB PFVO143

ABB PFEA113-65

ABB PFEA112-20

ABB PFEA111-65

ABB PFBL141B-75KN

ABB PFSA103C

MOTOROLA MDM25RHF9AN5AE

ABB PM511V16 3BSE011181R1

Vibro-meter VM600 CPUM 200-595-067-114

Vibro-meter VM600 MPC4 200-510-071-113

Vibro-meter VM600 CMC16 200-530-025-014

Vibro-meter VM600 RPS6U 200-582-600-013

Vibro-meter VM600 IOC16T 200-565-000-013

Vibro-meter VM600 IOC4T 200-560-000-111

Vibro-meter VM600 RLC16 200-570-000-111

Vibro-meter VM600 IOCN 200-566-000-112

Vibro-meter VM600 204-040-100-012

HIMA K9202 996920202

HIMA K9203 996920302

HIMA K9203A 996920360

WOODWARD 9907-164

WOODWARD 5453-203

WOODWARD 9907-162

WOODWARD 5453-277

WOODWARD 5501-381

WOODWARD 5453-279

WOODWARD 5466-318

WOODWARD 5466-425

WOODWARD 5466-258

WOODWARD 5501-470

WOODWARD 5501-471

ABB PFEA111-20 3BSE028140R0020

ABB PFEA111-20 3BSE050090R20

BENTLY 3500/77M 176449-07

COEN DSF-2000-MB-UV 2653-213-06

PIONEER PM3398B-6P-1-3P-E

FOXBORO FCP270 P0917YZ

EMERSON SLS1508

EMERSON KJ2221X1-BA1

EMERSON KJ4001X1-BE1 12P0818X072

EMERSON KJ4001X1-NA1 12P3373X012

EMERSON KJ4001X1-NB1 12P3368X012

WATLOW ANAFAZE CLS216

GE IC698RMX016-ED

GE IC698CRE030-DE

GE IC687BEM731-AB

GE IC698CHS009A

GE IC698PSD300C