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便携式永磁电机系统结构设计与装卸机械硬件电路设计

系统由电机本体位置传感器与控制器三部分构成。电机本体设计最突出的特点足它的大角动量设计，为保证陀螺电动机的动量矩、重量和体积满足指标要求，转子结D.动力系统:DC马达配减速机构采用外转子，选取合适的电机长径比，使陀螺电动机的角动量符合要求。由于陀螺电动机对体积和重量有着严格要求，永磁磁钢采用高剩磁、高矫顽力以及具有线性退磁曲线的稀十永磁体；转子位置传感器为HALL元件，为电枢绕组提供换相逻辑信号。驱动控制器的核心足起子DSP和CPLD，控制算法采用分段Pl算气压开关法，用软起动和速度闭环实现陀螺电动机快速起动和高精度稳速。

3硬件电路设计

该控制系统硬件电路包括DSP主控电路、CPLD逻辑合成电路、主功率逆变电路、功率驱动电路、光耦隔离电路、保护电路、DC—DC电源变换电路和无刷直流电动机本体。

主控制器选用Tl公司生产的32位定点的TMS320F28 11 DSP芯片，主要负责产生驱动电机运转的六路PWM调制信号，处理由霍尔传感器送来的三个转子位置信号，对电机进行闭环调节，使系统具有较好的动、静态性能。同时通过按键实现对电机起停控制，显示电机运行或者错误信息，并控制电机的运动状态。压力开关

逻辑合成电路采用Altera公司MAX7000系列CPLD(EPM7064AE)。EPM7074AE的针对针(pin—t0—该焙烧炉创新采取带负荷烘炉方式pin)信号传送时间仅为4．5 ms，芯内最高速度达1 96．S MHz。在该控制系统中，其功能足主要用于完成各种逻辑信号的综合，将Hall传感器信号与系统保护信号和DSP输出的PWM脉冲信号进行逻该产能扩大举措使帝斯曼能够满足日趋增长的客户需求辑合成后，控制功率器件的导通与关起重设备断。

主功率驱动电路采用含六个MOSFET功率管和六个快恢复二极管的三相全桥逆变器。功率开关管的调制方式采用半桥调制中的H—PWM—L—ON方式。

功率驱动电路采用驱动芯片IR21 30。IR21 30的最大优点足使用一路驱动电源输出的6路驱动信号控制6个MOSFET管的开通和关断，简化了驱动电路结构设计。而且，它内部完善的保护功能对电机进行过流保护，在母线电流大于一定值时，切断逆变器的控制信号，实行强制性关断保护。

控制器将DSP、CPLD和电源变换电路集成在一块电路板上，为了防止高、低不同等级电压和各种信号间的相互十扰，必须采用良好的隔离技术，以保证电路安全、可靠。隔离电路包括不同电压等级间的隔离和不同信号间的隔离，其中有霍尔信号的隔离、驱动信号的隔离、过压过流故障检测的隔离。

电源供电包括电机供电和芯片供电。根油污染报警据电机的起动电流和芯片功耗，合理选择28 V、1 5 V、5 V三种DC／DC电源模块，在保证电流够用的前提下，尽可能减小DC／DC模块的体积，给DSP、CPLD和功率驱动电路提供不同等级的直流电压。