基于dsPIC30F4012的冰箱制冷压缩机控制器

摘要：基于dsPIC30F4012设计一种用于冰箱制冷压缩机的无刷直流电机控制系统。其驱动电机通过三段式升频升压法启动，当运行至满足自同步速度时，单片机通过检测电机的端电压获取转子的换相点，并通过PID算法提高系统的控制鲁棒性。经测试，该系统具有良好的稳定性和可控性，既降低成本，又控制灵活，具有较高的实用价值。
关键词：无刷直流电机(BLDC)；数字信号处理器(DSP)；脉冲宽度调制(PWM)；PID算法；dsPIC30F4012

1 引言
家用冰箱压缩机的驱动电机一般采用单相异步电动机。为了提高冰箱的综合性能，省电降噪，提高冰箱制冷系统的工作效率，需对压缩机电机进行调速控制。无刷直流电机BLDC(brushless DC motor)既具有交流电机结构简单，运行可靠，维护方便的优点，又具有直流电机运行效率高和调速性能好的优点，因此，这里采用dsPIC30F4012设计一种用于冰箱制冷压缩机的无刷直流电机控制系统。

2 系统控制方案
该系统设计采用转速、电流、位置三闭环控制方案，可获得良好的控制性能，控制原理如图1所示。

由于电机启动时反电势为零或很小，采用三段式升频升压法使电机启动，这个过程主要由软件实现，通过给被控电机提供频率越来越高的驱动信号，同时不断提高驱动信号的占空比，待电机达到一定速度时再转向白同步运行方式。自同步运行时。单片机通过检测反电势过零点确定电机位置，再根据位置信号改写OVDCON(控制寄存器)值，逆变器采用pwm_on调制方式，即各个功率器件在导通的前60°进行PWM调制，后60°保持恒通的两两导通方式。该导通方式绕组利用率高，电机出力最大，平稳性最好，且PWM调制方式控制简单，无控制死区，能有效抑制换向转矩脉动，显著提高电机的运行性能。