三相异步电机双闭环调速控制系统设计

2．1AT89S52单片机控制单元
AT89S52控制单元主要完成以下功能：一是通过键盘输入接口完成对给定转速的设定；二是通过液晶显示单元完成对给定转速、电机启动时转速和达到稳态时转速的显示；三是完成对双口RAM中存储数据的读取，并将读取的数据通过USB接口电路导入上位机或通过D／A输出电路输入到模拟设备。其中，液晶显示单元采用中文图形两用型液晶显示模块OCMJ4X8B-2；键盘输入采用矩阵式按键键盘可以通过单片机调用预设的汉字，可以输入数字(用来设置转速)；双口模块用来存储TMS320LF2407A采集的变量波形数据。
2．2 TMS320LF2407A控制单元
TMS320LF2407A控制单元的电路原理图如图2所示。该控制单元电路主要包括光耦隔离电路、转速检测电路、电流检测电路和电压检测电路，分别完成对IPM的驱动、转速检测与控制、过流保护、过压和欠压保护等功能。

光耦隔离电路由6片东芝公司的TLPl27及相应的限流电阻组成，主要完成TMS320LF2407A与IPM智能功率模块的电气隔离，并将输出的PWM信号放大。
转速检测电路采用欧姆龙1024原旋转型线编码器E6B2-CWZ6C，编码器输出的脉冲经过TMS320LF2407A内部4倍频后可以实现每转4 096个脉冲，从而保证了转速的精度。根据采样得到的数据与给定数据比较，调整DSP输出驱动脉冲的宽度，从而调节交流电机的转速。
电流采样电路采用3片霍尔电流传感器CN61M／TBC25C04，一路将检测到的直流母线上瞬时电流值送入过流保护电路，当其值大于过电流值时，相应过流保护电路动作产生保护信号，关断PWM信号的输出；另外两路检测流过电动机的电流，通过变换改变DSP输出的驱动脉冲，进而保持电机的转速不变。在本文设计的控制系统中，TMS320LF2407A采用了ADCIN00，ADCIN01和ADCIN02三路通道，以采集电机A相、B相和直流母线的电流。
直流母线的采样电压通过ADCIN03通道输入DSP，根据采样得到的数据，在电压超过设定的上、下限值时，DSP关断PWM脉冲的输出，从而实现过压和欠压保护功能。

3 系统软件设计
3．1 闭环调速控制的原理
本文设计的双闭环调速控制系统的原理框图如图3所示。