ELDSPMCKIVDSP電機控制實驗開發(fā)套件

EL—DSPMCK—IVDSP電機掌握實驗開發(fā)套件一、適用范圍：EL-DSPMCKIV：DSP電機掌握實驗開發(fā)套件，以下簡稱MCKIV電機掌握套件，是針對工科高校本科電氣信息類、掌握類、電氣工程及其自動化專業(yè)以及自動化專業(yè)的實驗教學而設計的一個系列產(chǎn)品，適合于DSP應用于電機數(shù)字掌握的實驗和技術討論。二、結(jié)構簡介及特點：采納集成結(jié)構，能實現(xiàn)五種電機的掌握，包括三相溝通異步電機，直流有刷電機，直流無刷電機，永磁同步電機和三相步進電機。也可以單獨掌握一種電機,成本更低。1、產(chǎn)品結(jié)構特點（1）功率部件采納國際整流器IR公司的IPM模塊IRAMS06UP60B，整體結(jié)構采納類似變頻器結(jié)構，全部功率電路和檢測部件封裝在機殼內(nèi)部，使產(chǎn)品的平安性和牢靠性更高。（2）監(jiān)控部分也安裝在機殼內(nèi)部,可以掌握電源通斷,電機選擇和各種信息與狀態(tài)觀測；針對不同的電機,由于母線電壓不一樣,掌握部分有自檢功能,能通過不同的電纜連接區(qū)分不同的電機，各種母線電壓不同的電纜所配備的航空插座芯數(shù)是不一樣的,以防止用戶接錯，提高了系統(tǒng)平安性.（3）核心掌握部件是DSP的CPU板.CPU板和掌握接口板INF2以及掌握接口板INF3組合成DSPCPU掌握組合板，掌握組合板直接插接到MCKIV前面板上，掌握內(nèi)部的功率部件，便利用戶更換不同的CPU板卡組；目前有TMS320LF2407、TMS320C2812和TMS320F28335CPU三種CPU板.（4）掌握對象是小型馬達及加載裝置和測速裝置，它們都是通過電纜與功率部件或者CPU板連接；不同的電機機組組成形式有所不同。三相溝通異步電機和直流有刷電機采納歐姆龍公司的1000線增量式旋轉(zhuǎn)光電編碼器，永磁同步電機采納多摩川公司的2500線混合式光電編碼器。直流無刷電機采納電機內(nèi)部的霍爾信號傳感器,三相步進電機不接測速裝置。（5）人機接口采納液晶顯示屏和薄膜開關按鍵，操作界面更友好，觀察信息更便利。和磁粉制動器以及其他幫助掌握功能由一個單片機進行掌握，不占用DSP的處理時間。（6）三相溝通異步電機和永磁同步電機主電源采納單相220V溝通整流電源,輸出直流300V，直流有刷電機主電源采納110V開關電源，直流無刷電機和三相步進電機主電源采納24V開關電源，可以依據(jù)實驗設定輸出電壓；各種電動機在掌握器端采納統(tǒng)一接口，在電機端采納不同接口；(7)主電源、逆變電路、負載掌握電路和監(jiān)控電路都集成在同一個機箱內(nèi)，機箱則采納立式全鋁外殼,有較好的屏蔽效果以及更加精美的外觀設計;2、產(chǎn)品具有多種型號電機和多種配置方案產(chǎn)品共有如下6個型號,是針對不同的電機掌握而設計：(1）EL—DSPMCKIV—AC 三相溝通異步電機掌握實驗開發(fā)套件（2)EL-DSPMCKIV—DC 直流有刷電機掌握實驗開發(fā)套件(3）EL—DSPMCKIV—BLDC 直流無刷電機掌握實驗開發(fā)套件（4）EL—DSPMCKIV—PMSM 永磁同步電機掌握實驗開發(fā)套件(5）EL-DSPMCKIV—BJ 三相步進電機掌握實驗開發(fā)套件(6)EL—DSPMCKIV 五合一五種電機掌握開發(fā)套件3、實驗套件硬件單元主電源（單相整流電源或者開關電源）掌握器（新華龍單片機，LCD顯示屏，薄膜開關按鍵，數(shù)控負載掌握器）功率單元（IPM模塊，IRAM06UP60B）掌握電源（開關電源模塊AC/DC，DC/DC，給掌握部分供電)PWM脈沖隔離（高速光耦）電流檢測單元（線性光電隔離器）TI2000系列主控CPU板（TM320LF2407,TM320F2812,TM320F28335)DSP仿真器（USB接口）小功率機組(小功率電機+負載+編碼器，依據(jù)電機不同有所區(qū)分）4、軟件資源為了更好的讓客戶在我公司的MCKIV馬達掌握套件這個硬件平臺上討論和開發(fā)更多更好的電機掌握技術,我公司隨產(chǎn)品一起銷售各種電機的掌握軟件，供應源代碼，但該軟件的知識版權屬于我公司,簡略請參閱公司的技術保密協(xié)議.以下是部分軟件模塊：編號名稱功能1Zhtest1。asm速度電流雙閉環(huán)電流磁鏈模型三相異步矢量掌握程序,匯編語言編寫，適用于2407CPU板2aci3_3。c速度電流雙閉環(huán)電流磁鏈模型三相異步矢量掌握程序,C語言編寫，適用于2812CPU板3Zhtest2。asm速度電流雙閉環(huán)直流有刷電機掌握程序，匯編語言編寫,適用于2407CPU板4dcmotor。c速度閉環(huán)直流有刷電機程序,C語言，適用于2812CPU5Zhtest3。asm速度電流雙閉環(huán)永磁同步矢量掌握程序,匯編語言編寫，適用于2407CPU板6pmsm3_4。c雙閉環(huán)永磁同步矢量程序，C語言，適用于2812CPU7Zhtest4.asm直流無刷電機掌握程序，匯編語言編寫，適用于2407CPU8bldc3_1。c直流無刷電機程序,C語言編寫，適用于2812CPU9Zhtest5。asm三相步進電機掌握程序，匯編語言編寫，適用于2407CPU10bldc3_2.c三相步進電機程序，C語言編寫，適用于2812CPU11Sys_init.ASM異步電機矢量掌握系統(tǒng)初始化程序12PARK。ASMPARK變換程序13IPARK。ASMPARK逆變換程序14CLARKE.ASMCLARKE變換程序15SVGEN_DQ。ASM電壓空間矢量計算程序16SINTB360.ASM正弦函數(shù)表17RAMPGEN。ASM磁鏈給定程序18PWMGEN.ASMPWM波形產(chǎn)生程序19PID_I.ASM電流PID程序20PID_SPD。ASM速度PID程序21QEP_DRV。ASM脈沖捕獲程序22SPEED_FR1.ASM速度計算程序23Ileg2drv.ASM電流測量計算程序24CUR_MOD.ADM轉(zhuǎn)子磁鏈位置及速度計算程序三、實驗項目： MCKIV電機掌握套件既能進行脫機演示實驗，也能進行仿真實驗.演示實驗就是在不連接電腦和仿真器的情況下進行電機運行實驗，主要目的是驗證掌握器和各機組是否正常，五種電機的演示實驗程序都已經(jīng)燒錄在DSPCPU中，在該類實驗中，三相異步和永磁同步電機的演示程序采納開環(huán)掌握,直流有刷電機和直流無刷電機演示程序采納單速度閉環(huán)掌握程序,所以請不要做帶載實驗。仿真實驗是連接電腦和仿真器進行實驗，便于用戶進行算法討論,學習和討論電機掌握技術。其中2407CPU仿真掌握程序是匯編語言編寫，2812CPU和28335CPU仿真掌握程序是C語言編寫。以下是2407CPU板、2812CPU板和28335CPU板能進行的仿真實驗:實驗一帶速度傳感器的三相異步電動機FOC掌握方案步驟一：開環(huán)啟動功率單元測試實驗步驟二:電流和速度測量模塊測試實驗步驟三：電流模型磁鏈計算模塊測試實驗步驟四：電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器功能測試實驗步驟五:電流速度雙閉環(huán)系統(tǒng)功能測試實驗實驗二直流有刷電動機雙閉環(huán)PWM掌握方案步驟一：開環(huán)啟動電流速度測量測試實驗步驟二：電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器功能測試實驗步驟三：電流速度雙閉環(huán)系統(tǒng)功能測試實驗實驗三直流無刷電動機PWM掌握方案步驟一：開環(huán)啟動，尋找最佳換相表測試實驗步驟二:在最佳換相表狀況下開環(huán)啟動并換向測試實驗步驟三：速度閉環(huán)系統(tǒng)功能測試實驗實驗四永磁同步電動機FOC掌握方案步驟一：開環(huán)啟動功率單元測試實驗步驟二：電流和速度測量模塊測試實驗步驟三：相位初始化測試實驗步驟四：電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器功能測試實驗步驟五：電流速度雙閉環(huán)系統(tǒng)功能測試實驗實驗五步進電機DSP掌握方案步驟一:固定步數(shù)六拍工作模式實驗步驟二:固定步數(shù)十二拍工作模式實驗(2407CPU獨有)步驟三：連續(xù)兩相六拍工作模式實驗步驟四：連續(xù)十二拍工作模式實驗（2407CPU獨有）四、成套產(chǎn)品配置：三相溝通異步電機DSP掌握實驗開發(fā)套件EL—DSPMCKIV—AC(單電機方案）設備名稱型號備注DSPCPU板Techv系列CPU板Techv—2407三選一或多選Techv—2812Techv-28335DSP仿真器USB型仿真器EL-USB-XDS510掌握器三相溝通異步電機掌握器MCKIV-AC必配三相溝通異步電機機組三相異步電機YS5624G磁粉制動器（500ma，2牛米）CZ—02光電編碼器（1000線,增量式）E6B2-CWZ6C一體化底板中板450mm彈性聯(lián)軸器ML1—38—1010ML1-38—1006其他電纜、指導書、光盤附帶三相溝通異步電機參數(shù)：接線：7芯φ16航空插座 極對數(shù):2極對額定電壓：三相溝通220V，角形接法額定電流/功率/頻率:0。78安/80瓦/50赫茲額定轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩：1400轉(zhuǎn)每分（rpm）/0.5牛米數(shù)控負載允許輸入電流值:150毫安（ma）=0。6牛米圖1 三相溝通異步電機機組圖片直流有刷電動機DSP掌握實驗開發(fā)套件EL—DSPMCKIV-DC（單電機方案）設備名稱型號備注DSPCPU板Techv系列CPU板Techv-2407三選一或多選Techv-2812Techv—28335DSP仿真器USB型仿真器EL-USB—XDS510掌握器直流有刷電機掌握器MCKIV—DC必配直流有刷電機機組直流有刷電機90SZ51G磁粉制動器（500ma，2牛米）CZ—02光電編碼器(1000線，增量式）E6B2-CWZ6C一體化底板中板450mm彈性聯(lián)軸器ML1—38-1009ML1—38-1006其他電纜、指導書、光盤附帶直流有刷電機參數(shù)：接線:5芯φ16航空插座勵磁方式/電壓/電流：他勵/直流110伏/小于180毫安額定電壓/電流/功率:直流110伏/1安培/80瓦額定轉(zhuǎn)速:1400轉(zhuǎn)每分(rpm）額定轉(zhuǎn)矩：0.5牛米（Nm）數(shù)控負載允許輸入電流值:150毫安（ma）=0。6牛米圖2 直流有刷電機機組圖片直流無刷電動機DSP調(diào)速掌握套件EL—DSPMCKIV-BLDC(單電機方案）設備名稱型號備注DSPCPU板Techv系列CPU板Techv—2407三選一或多選Techv-2812Techv-28335DSP仿真器USB型仿真器EL-USB-XDS510掌握器直流無刷電機掌握器MCKIV-BLDC必配直流無刷電機機組直流無刷電機57BL—0730N1磁粉制動器（500ma，2牛米）CZ—02一體化底板短板350mm彈性聯(lián)軸器ML1-38-1008其他電纜、指導書、光盤附帶直流無刷電機參數(shù):接線：4芯φ16航空插座額定電壓/電流/功率:直流24伏/4安培/70瓦額定轉(zhuǎn)矩：0.23牛米（Nm）額定轉(zhuǎn)速：3000轉(zhuǎn)每分（rpm)極對數(shù)：5極對數(shù)控負載允許輸入電流值：50毫安(ma)=0.2牛米圖3 直流無刷電機機組圖片永磁同步電動機DSP掌握實驗開發(fā)套件EL-DSPMCKIV-PMSM（單電機方案）設備名稱型號備注DSPCPU板Techv系列CPU板Techv-2407三選一或多選Techv-2812Techv—28335DSP仿真器USB型仿真器EL—USB—XDS510掌握器永磁同步電機掌握器MCKIV—PMSM必配永磁同步電機機組永磁同步電機60CB020C多摩川2500線，差分式電機自帶內(nèi)裝磁粉制動器（500ma，2牛米）CZ-02一體化底板短板350mm彈性聯(lián)軸器ML1—38—1410其他信號電纜、指導書、光盤附帶面裝式永磁同步電機參數(shù)：接線:7芯φ16航空插座額定電壓：溝通220伏，角形接法額定電流/功率：1。27安/200瓦額定轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩:3000轉(zhuǎn)每分/0。64牛米極對數(shù)：4極對 轉(zhuǎn)子慣量：0.17千克平方厘米機械時間常數(shù)：1.52毫秒 電氣時間常數(shù):2。45毫秒數(shù)控負載允許輸入電流值：150毫安（ma）=0。6牛米圖4 永磁同步電機機組圖片三相步進電動機DSP掌握實驗開發(fā)套件EL—DSPMCKIV—SM（單電機方案）設備名稱型號備注DSPCPU板Techv系列CPU板Techv-2407三選一或多選Techv—2812Techv—28335DSP仿真器USB型仿真器EL-USB-XDS510掌握器三相步進電機掌握器MCKIV—SM必配三相步進電機三相步進電機(帶指針）57BYGH350CL其他電纜、指導書、光盤附帶三相步進電機參數(shù)：引線方式：4芯φ16航空插座引線定義:1（U黑） 2(V棕） 3（W蘭） 4(懸空）額定電壓:直流24伏靜態(tài)相電流：6安保持轉(zhuǎn)矩：0.9牛米(Nm）定位轉(zhuǎn)矩：0。08牛米（Nm）步距角：0。6/1。2度圖5 三相步進電機圖片6。 多電機DSP調(diào)速掌握套件EL-DSPMCKIV(多電機方案）設備名稱型號備注DSP處理部分Techv系列CPU板Techv—2407三選一或多選Techv-2812Techv—28335DSP仿真器USB型仿真器EL—USB—XDS510掌握器多電機調(diào)速掌握器MCKIV必配三相溝通異步電機機組三相異步電機YS5624G選配磁粉制動器(500ma，2牛米）CZ—02光電編碼器（1000線,增量式）E6B2-CWZ6C一體化底板中板450mm彈性聯(lián)軸器ML1—38—1010ML1-38-1006直流有刷電機機組直流有刷電機90SZ51G選配磁粉制動器（500ma，2牛米）CZ—02光電編碼器(1000線，增量式）E6B2-CWZ6C一體化底板中板450mm彈性聯(lián)軸器ML1—38-1009ML1—38-1006直流無刷電機機組直流無刷電機57BL—0730N1選配磁粉制動器（500ma，2牛米）CZ—02一體化底板短板350mm彈性聯(lián)軸器ML1—38—1008永磁同步電機機組永磁同步電機60CB020C選配多摩川2500線，差分式電機自帶內(nèi)裝磁粉制動器（500ma,2牛米)CZ-02一體化底板短板350mm彈性聯(lián)軸器ML1—38—1410三相步進電機三相步進電機（帶指針）57BYGH350CL選配三相溝通異步、直流有刷電機組合機組三相異步電機YS5624G選配直流有刷電機90SZ51G磁粉制動器(500ma，2牛米）CZ—02光電編碼器（1000線，增量式）E6B2—CWZ6C一體化底板長板650mm彈性聯(lián)軸器(兩個）ML1—38-1009彈性聯(lián)軸器ML1—38—1006其他電纜、指導書、光盤附帶說明：如果三相溝通異步電機和直流有刷電機都選擇的話建議選擇這兩者的組合機組，這樣可以節(jié)省成本。對于三相溝通異步電機機組、直流有刷電機機組、直流無刷電機機組、永磁同步電機機組和三相步進電機，前面已經(jīng)有圖片,下面是三相溝通異步電機、直流有刷電機組合機組的圖片。圖6 三相溝通異步、直流有刷電機組合機組圖片五、產(chǎn)品圖片對于不同的電機需要配置不同的機組，每種機組的圖片在上面都已經(jīng)有了，這里不再重復，下圖是驅(qū)動器的圖片，前面提到的MCKIV-AC、MCKIV—DC、MCKIV-BLDC、MCKIV—PMSM、MCKIV—SM以及MCKIV六種掌握器外觀全部都是一樣的，如下圖所示。圖7 MCKIV驅(qū)動器圖片圖8是Techv—2407板卡和MCKIV—INF2以及MCKIV-INF3組合在一起的組合板卡圖片,他們組合后直接插在掌握器的前面板上。要注意的地方是:當要做演示實驗時，也就是不連接電腦做脫機實驗，要將撥碼開關S1從右邊數(shù)第一個開關按下去處于“ON”的位置，其他幾個彈起來，當要做仿真實驗時,請將撥碼開關S1從右邊數(shù)第一個開關彈起來處于“OFF”的位置。另外,當連接的機組是三相溝通異步電機機組、直流有刷電機機組或者他們的組合機組或者直流無刷電機機組時，光電編碼器采納的是1000線的增量式光電編碼器或者霍爾信號傳感器，此時要將撥動開關JP1撥向左側(cè)標有“LINE1000”的一邊.當連接的是永磁同步電機機組時要將撥動開關JP1撥向右側(cè)標有“LINE2500”的一邊。圖8 DSPCPU（2407）組合板圖9是Techv-2812板卡和MCKIV-INF2以及MCKIV-INF3組合在一起的組合板卡圖片，他們組合后直接插在掌握器的前面板上。要注意的地方是:要將撥碼開關S1從右邊數(shù)其次個開關按下去處于“ON”的位置，其他幾個彈起來。另外，當連接的機組是三相溝通異步電機機組、直流有刷電機機組或者他們的組合機組或者直流無刷電機機組時，光電編碼器采納的是1000線的增量式光電編碼器或者霍爾信號傳感器，此時要將撥動開關JP1撥向