2. 2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要由主程序和中斷服務(wù)程序構(gòu)成，其中主程序完成各種軟硬件的初始化、電機(jī)初始位置檢測和電機(jī)啟動等，中斷服務(wù)程序包括PWM 中斷子程序和外部中斷保護(hù)子程序等。其中PWM 中斷子程序是控制系統(tǒng)核心，主要完成對轉(zhuǎn)子電流和速度的采集與處理、PID 調(diào)節(jié)、電壓矢量的計(jì)算與選擇、PWM 發(fā)生等。外部中斷子程序主要包括母線電壓過、欠壓保護(hù)、啟動保護(hù)和溫度保護(hù)等。當(dāng)IPM 有出錯信號時，STM32 控制高級控制定時器的TIM1_BKIN 信號禁止PWM 輸出，保證系統(tǒng)的安全，圖10為PWM 中斷服務(wù)程序流程圖。

圖10 PWM 中斷服務(wù)程序

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如圖11 所示，為本文所設(shè)計(jì)永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的STM32 控制板及IPM 驅(qū)動板實(shí)物。對一臺額定功率132 kW、額定電流232 A、輸入電壓380 V的大扭矩永磁同步電機(jī)進(jìn)行了單元及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。圖12 所示為W 相上下橋臂的PWM 波形，測試PWM頻率為8 KHz ( 周期125 μs) ; 圖13 所示為電機(jī)空載運(yùn)行時W 相的電流波形，表明控制系統(tǒng)的軟硬件模塊均可有效運(yùn)行。

圖11 控制電路

4 結(jié)語

本文提出了一種基于STM32 的大扭矩永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了STM32 處理器模塊、增益可調(diào)的電流檢測電路、旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路、IPM驅(qū)動保護(hù)電路等，采用矢量控制方法，實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩控制，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，為大扭矩永磁同步電機(jī)驅(qū)動控制提供了一種穩(wěn)定可靠、高性價(jià)比的方案。