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高性能无刷直流电机创新型实验教学平台

日期 : 2019-11-02 11:45

YZDSP-2 高性能无刷直流电机创新型实验教学平台

DSP高性能无刷直流电机创新型实验教学平台是基于CCS/C和MATLAB / SIMULINK和快速原型控制器RCP(TI DSP)平台开发,包括多种电机的电机控制仿真、信号采集、PWM产生、矢量变换等实验内容,可作为电机拖动、电机控制等课程的实验平台。同一平台支持步进电机、永磁同步电机、三相异步电动机、直流无刷电机等电机;支持异步电机SVPWM、FOC(矢量控制)、DTC(直接转矩)等控制策略;拥有完备的电流环、速度环、位置环并全部开源;支持PID等经典算法;安全可靠、易于教学。主要面向学习电机控制,实现或验证电机控制算法、开发电机类产品项目。

二、控制器(控制与仿真系统)

1、硬件部分
主控制板:主控板采用TI的 C2000™ Piccolo™ 32 位微控制器TMS320F28335 型号芯片,最高 150MHz 的时钟频率,高达 256KB 的闪存和34KB 的 SRAM,支持 FPU 浮点运算能力。主控板引出的硬件资源为:最小系统版,80引脚接口,便于二次开发;6路PWM(高精度),2通道QEP,6通道CAP,6通道12位ADC,4通道12位DA,3通道SCI,2通道MCBSP,2通道CAN, 1通道SPI,1通道I2C;附带板载仿真器。
驱动板指标:驱动芯片采用 1200V/25A,PS22056 系列驱动芯片,具有短路、过热等保护措施。其他接口资源有:2路增量式光电编码器接口,6 个电流传感器,1HALL接口,1232串口,1TTL串口,6个按键,1个蜂鸣器
2、软件部分
MATLAB/Simulink软件和快速控制原型系统工具箱:运行于Windows操作系统,实现仿真全过程管理。
IO模块库:集成于Matlab Simulink环境中,提供IO模块的配置。
实时代码生成组件TI Target:集成于Matlab Simulink环境中,实现由Matlab Simulink模型自动生成TI DSP目标代码。
TI DSP目标软件:运行于TI DSP控制卡上,是Simulink生成的控制软件。
电机控制模型范例:提供PMSM和ASM基于Simulink模型设计的控制器模型范例。
监控软件:能实现4个变量实时显示、变量在线实时修改,数据保存, 数据回显等,能在电脑上看到实时波形。
3、被控对象
交流伺服电机指标:额定电压24V;功率400W;转速3000RPM;编码器2048cpr。
直流有刷电机指标:额定电压220V;功率370W;转速1600RPM。
异步电机指标:额定电压220V;功率370W;转速1450 RPM;编码器2048cpr。
直流无刷电机指标:电压范围20-48V;功率300W;转速3000RPM。其他模块7寸彩色触摸屏模块,USB数据线,串口芯片模块。
4、多电机拖动平台
技术参数如下:
平台由驱动电机(直流、异步、永磁同步同步电机)、高速精密联轴器、加载电机(磁粉制动器)用于实现电机对拖实验;
可以实现速度控制和扭矩控制,驱动电机和加载电机以联轴器相连,监控系统可以实现人机交互、系统监控功能;
5多电机驱动控制系统
可实现AC/DC/AC,额定电压380V,提供直流侧外接其他电气设备的接口。
变流器可以实现基本的转速控制控制,可以改变转速以及PI等参数。
开放电气接口、控制板debug接口以及控制板编程接口,用户可以在此基础上编写和测试程序。同时控制板可以拆卸,可以灵活更换控制板卡。
参数:
主控制板:TMS320F28335 32位DSP控制板
辅助供电电源:24VDC
直流端:最大直流电压700V,最大直流电流40A
交流端:最大交流电压400V,最大交流电流30A
驱动模块:可以驱动1200V、300A IGBT,带短路保护。
高精度采样:AD16位,传感器误差≤0.2%
一次回路电路板化:一次回路采用PCB设计,减少接线复杂程度,提高功率密度,减小体积

可完成实验内容

1、步进电机控制
2、直流无刷霍尔传感方波速度、电流、双闭环PID控制算法
3、直流无刷无传感方波速度、电流、双闭环PID控制算法
4、永磁同步电机ABZ正交编码器FOC、SVPWM、速度、电流、双闭环PID控制算法
5、永磁同步霍尔传感FOC、SVPWM、速度、电流、双闭环PID控制算法
6、永磁同步无传感FOC、SVPWM、速度、电流、双闭环PID控制算法
7、永磁同步电机磁编码FOC、SVPWM、速度、电流、双闭环闭环控制(磁芯片外置)
8、三相交流异步VF、SVPWM调速控制
9、H桥直流有刷电机控制
10、三相永磁同步电机的IF、SVPWM的电流闭环控制

YZSTM32 高性能无刷直流电机创新型实验教学平台

一、基本功能:
STM32开发电路板用于控制直流无刷电机,永磁同步电机,三相交流异步电机,主要面向学习电机控制,实现或验证电机控制算法,开发电机类产品项目以及毕业设计课程设计。
二、开发板参数
1、控制板供电电压:24V(最大60V)
2、控制板不接电机正常工作电流:60mA
3、最大带载能力:120W(电压升高,功率增大,24*5=120,短时运行)
4、最大相电流25A,额定相电流10A
5、母线电流采样,相电流采样,过电流设置和保护
6、三相永磁电机:自带三相霍尔位置传感器,正交编码器通过联轴器联结。功率:100-200W(峰值)转速:3000RPM




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