用于绕线机的无刷电机驱动的计算机控制
『摘要1首先介绍了用于绕线机的无刷电机驱动系统构成，分析了其工况特点，在此基础上提出了系统的计算机控制策略以及实现方法讨论了无刷电机的速度闭环控制和电子刹车问题I最后简要报告了系统的调试情况
[关键词]绕线机；无刷电机；数字信号控制器；控制策略
目前绕线机控制系统一般由CNC(Computer—
ized Numei-：ical C0ntr01)绕线机控制器、感应电机、感应电机变频器、步进电机、光栅、机械刹车器组成．首先，绕线机要求驱动电机具有快速启动、快速刹车能力，特别在绕线机停车时要准确(即cNc绕线机控制器设置绕100圈，电机转100圈就得停止)，而一般的感应电机变频器没有电子刹车的功能，只能依靠外部的电磁刹车，为此要增加电磁刹车器，使系统结构复杂，体积较大，刹车噪音大威本增加．
稀土永磁无刷直流电动机(以下简称无刷电机)是绕线机控制系统的理想驱动电机．众所周知，无刷电机具有与有刷直流电动机相媲美的起动、调速和控制性能，即电机能够实现重载(或过载)起动和无级调速，特别是它可以根据无刷电机的霍尔信号比较精确地进行绕线机的位置控制．这样不仅可以简化系统的机械和电路结构，降低成本，而且还能提升系统的整体性能，使绕线机更具有市场竞争力．
本文首先介绍了用于绕线机的无刷电机驱动系统构成，分析了其工况特点，在此基础上提出了系统的计算机控制策略以及实现方法，讨论了无刷电机的速度采样和电子刹车问题，最后简要报告了系统的调试情况．
1 系统组成及工况
绕线机的系统组成如图l所示．该系统由220v交流电源供电，经相控整流后变为310 v直流电压给控制器供电，选用310 V(Dc)、400 w、6 000RPM的无刷电机作为驱动电机，系统由Dsc控制．无刷电机驱动器接收cNc绕线机控制器的信号进
行启动停车控制．
DSC是系统的控制核心，其主要作用是：第一，根据霍尔信号实现对无刷电机的换相等控制：第二，根据cNc绕线机控制器信号控制电机的启动停车．第三，根据cNc绕线机控制器给定速度信号进行速度闭环控制．针对绕线机外部信号处理和无刷电机控制的需要，选用MIcROcHIP公司的16位微控制器dsPIC；30F2010作为本系统的控制芯片．
它有28个I／O口，大部分I／O口都具有25 mA的拉电流和灌电流．3个通用的16位定时器，12 KB片内闪存空间，具有4个16位输入捕捉／比较功能引脚，2个16位比较／PwM输出功能引脚和电机控制PwM模块．片内6路l MsD s转换速率的10位模数转换器及3个外部电平中断源等等．这款Dsc处理绕线机的外部控制信号和控制无刷电机很合适，在设计控制电路时不需要接入太多的外部电路，使系统更加简单、可靠．
2控制策略
依据绕线机的工况特点及系统结构，其基本控制思想是：首先，根据cNc绕线机控制器给出的控制信号启动停止电机，绕线机在绕线时负载不是很大，这一点也有利于电机的快速启动、快速刹车和停车．cNc绕线机控制器要利用光栅进行速度采集，然后根据控制器上的设置情况变化给定转速信号．
系统的控制软件采用模块化设计．主程序只是对子程序进行调用，具体功能由子程序执行．子程序包括：电机运转速度闭环控制子程序、cNc控制器信号接收子程序、起动子程序、停车子程序、刹车子程序等．控制器开始处于等待状态，一旦检测到cNc控制器的启动信号，就会让电机运转起来，当检测到刹车信号时就启动刹车程序，当转到控制器设置的总圈数时，电机自动停车：然后控制器又进入等待状态．若电机在起动或运行过程中发生堵转，也会自动停车．程序如此不断循环．
2．1 cNc控制器信号的接收
cNc控制器和电机驱动器有5条信号线，分别是公共端、刹车、速度调节用频率信号，启动、正反转切换．这些信号是cNc控制器和电机驱动器之间的传送，需进行光耦隔离 |
