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上海凯发机电有限公司 轮椅控制器解决方案供应商

轮椅控制器功率开关器件有哪些?

发表时间:2019.12.06浏览量:74来源: www.kangjianlani.com

逆变器主体由6个功率开关器件组成三相全控桥电路,通过这6个开关的关断和导通完成BLDCM的驱动,实现对电机转速和转向的控制。

    本设计主要控制策略包括以下两个方面。

    2.1单路电机控制策略

    单路电机采用PID闭环控制对转速进行调节。系统位置闭环性能直接决定了伺服系统的动、静态性能,是系统控制的关键部分。

    PID算法具有结构简单,调试方便等特点。虽然在调节时改变量一定,但由于闭环产生的频率很高,所以将改变量设定为一个较小量时,也能满足系统的性能要求。在设定Ki,Kp,Kd这3个参数范围的基础上,通过对实际电路参数进行微调,在基本满足系统快速性的基础上同时达到较好的超调量,从而提高系统稳定性。

    2.2双路电机控制策略

    是设计含有两路独立驱动的电动轮的控制系统框图。由于两个电机是分别安装在两个驱动轮的轴上,所以当两轮的驱动装置内部参数及外界路况不等时,即使两个电机的输入一样,也不能保证两个驱动轮的速度相同,这里采用补偿系统,来消除系统在运行过程中产生的两电动轮之间的速度差。

    在直线运行中,采用速度差协调系统来调节两个电动轮的转速。设定一主动轮,让从动轮速度跟随主动轮,使两个电动轮速度尽量一致。在转弯时,内外侧的电机同时减速,内侧电机的减幅远大于外侧电机的减速幅度。两电机分别采用自己的参考速度,进行独立的PID运算,从而保证在路面状况不是很好的情况下实现轮椅的转弯[2]。

    3系统硬件设计

    根据电动轮椅功能需求,该设计主要由一片DSP和两路BLDCM驱动电路,以及必要的电平转化电路组成。DSP负责整个系统的设计和控制,所有的信号的采集和处理都由DSP完成,并且还产生所需的PWM信号与故障保护中断请求。结合实际情况,设计中采用TMS320LF2407A作为控制核心。它包括两个独立的事件管理器:每一个都包含两个16位通用定时器,8个16位脉宽调制(PWM)输出通道,三个捕捉单元,DSP主频为40MHz[3]。

    驱动电路主要通过驱动芯片IR2130作为核心驱动。逆变器主体由6个功率开关器件组成三相全控桥电路,通过这6个开关的关断和导通完成BLDCM的驱动,实现对电机转速和转向的控制。为防止自举电容两端电压放电,二极管应选择高频恢复二极管HER107。另一方面为防止自举电容放电造成其两端电压低于欠压保护动作的门槛电压值,电容的取值应充分的大,本设计选择47滋F电容,耐压25V[4]。

    4系统软件设计

    产生逆变器驱动信号PWM波的中断子程序流程图。图6所示为两路BLDCM速度协调控制中断子程序流程图。两路BLDCM分别选用T2和T4作为时基,从而准确捕获两次中断的时间间隔,两个时钟都选用连续增计数模式。