電動(dòng)牙科座椅選用稀土永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系,，此體系將近年來發(fā)展迅速的無刷直流電機(jī)與DSP控制技術(shù)相結(jié)合,，選用一片DSP控制器完成對(duì)兩臺(tái)稀土永磁無刷直流電機(jī)的控制,，具有低成本,、高性能的特色,。

　　稀土永磁無刷電機(jī)因?yàn)榫哂行矢?、性能好,、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略,、散熱簡(jiǎn)單,、噪聲小等特色,，滿足醫(yī)用行業(yè)對(duì)醫(yī)療器械各方面的特殊要求,。因而，以稀土永磁無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線式驅(qū)動(dòng)組織替代有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)組織和單相交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)組織,，具有杰出的社會(huì)含義及廣闊的市場(chǎng)前景,。

　　電動(dòng)牙科座椅具有兩個(gè)自由度，俯仰和升降,。本伺服體系選用兩臺(tái)稀土永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)作為運(yùn)動(dòng)控制主部件,，針對(duì)兩個(gè)自由度分別處以驅(qū)動(dòng)。

　　電機(jī)控制部分僅選用一片DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）芯片TMS320LF2407A完成對(duì)兩臺(tái)無刷電機(jī)的控制,，充分利用了DSP豐富的片上資源,，對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的PWM輸入悉數(shù)選用DSP供給，省去了邏輯芯片,，提高了體系的可靠性,。通過SPI片內(nèi)串行外設(shè)擴(kuò)展了存儲(chǔ)器芯片，選用FRAM（非易失性存儲(chǔ)器）具有掉電維護(hù)功用,，完成在關(guān)電的情況下對(duì)電動(dòng)座椅的方位的記憶,。

　　電機(jī)

　　電機(jī)額外功率為55W，額外電壓24V,，作業(yè)狀況為短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),，額外轉(zhuǎn)速1800rpm，規(guī)劃方式按方波規(guī)劃,，電機(jī)為十二槽兩對(duì)極,。槽形為梯形口扇形槽，繞組方式為三相星形六狀況,，槽滿率為52%,，轉(zhuǎn)子磁鋼選用粘結(jié)釹鐵硼，徑向充磁,。磁鋼詳細(xì)參數(shù)如下：Br》6000Gs,，Hc》5000Oe，［BH］max》8MG·Oe,，Hjc》10000Oe,。有限元剖析中，電機(jī)實(shí)踐電磁轉(zhuǎn)矩為0.2394N·m,。

　　控制器

　　本控制器主控單元選用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A,，主控單元需求檢測(cè)電機(jī)的電流信號(hào)和轉(zhuǎn)子方位信號(hào)，并為驅(qū)動(dòng)板供給六路PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào),，因而，控制一個(gè)無刷直流電動(dòng)機(jī),，需求6個(gè)PWM輸出,，一路ADC轉(zhuǎn)化,，三個(gè)捕獲單元。

　　關(guān)于TMS320LF2407A處理器,，因?yàn)槠溆袃蓚€(gè)事情管理器（EVA和EVB）,，每個(gè)事情管理器都有3個(gè)捕獲單元并能夠輸出6路PWM，所以該芯片能夠一起直接為兩臺(tái)無刷直流電動(dòng)機(jī)供給控制信號(hào),。因?yàn)榭刂菩酒鈬娐份^為老練,，但其具有較大的程序存儲(chǔ)器，因而,，相關(guān)于硬件而言,，要完成針對(duì)電機(jī)的靈活控制，側(cè)重從軟件方面下手,。

　　驅(qū)動(dòng)

　　本電機(jī)控制體系的驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)電路選用全橋結(jié)構(gòu),，通過對(duì)六個(gè)功率元件的開、關(guān)的控制,，對(duì)電機(jī)電壓,、電流波形進(jìn)行調(diào)制。通過利用TMS320LF2407A內(nèi)含的四個(gè)各自獨(dú)立的16位通用定時(shí)器,、六個(gè)全比較器完成電機(jī)電壓的PWM調(diào)制,。TMS320LF2407A內(nèi)含可編程死區(qū)控制，六個(gè)全比較器中的任何一個(gè)與通用定時(shí)器,、死區(qū)控制單元一起用于發(fā)作一對(duì)有可編程死區(qū)和輸出極性的PWM輸出,。共有十二路這樣的PWM輸出。每六個(gè)輸出能夠用來控制無刷直流電機(jī),，完成DSP對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的控制,。

　　選用IRF540功率管，該器材最高作業(yè)電壓為100V,，最大作業(yè)電流28A,，最大功率損耗150W，徹底滿足該體系功率要求,；續(xù)流二極管D1～D6選用快恢二極管,；電容C1～C3用來吸收直流母線上的尖峰電壓，避免過高的母線電壓擊穿功率管,；電阻R2用來檢測(cè)電機(jī)的直流母線上電流,，避免電機(jī)過流發(fā)作故障，該過流信號(hào)Isence通過處理后輸入到功率橋的前級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片和DSP處理器中,，在過流時(shí)能夠及時(shí)封鎖門極驅(qū)動(dòng)信號(hào),。

　　功率管的前級(jí)驅(qū)動(dòng)選用IR公司的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片IR2130，該芯片集驅(qū)動(dòng)、死區(qū),、過流維護(hù)等功用與一體,，運(yùn)用單電源即可完成六只功率管的驅(qū)動(dòng)，運(yùn)用時(shí)極為方便,，特別適合于小功率驅(qū)動(dòng)范疇,。

　　軟件

　　依據(jù)界說的功用，軟件分為如下幾大模塊：

　　初始化模塊：主程序初始化模塊（_c_int0）,，EVA初始化模塊（EVA_INIT）,，EVB初始化模塊（EVB_INIT）；

　　電機(jī)發(fā)動(dòng)模塊：電機(jī)A發(fā)動(dòng)模塊（MOTORA_START）,，電機(jī)B發(fā)動(dòng)模塊（MOTORB_START）,；

　　換向模塊：電機(jī)A換向模塊（COMMUTATION_A），電機(jī)B換向模塊（COMMUTATION_B）,；

　　霍爾信號(hào)捕獲模塊：電機(jī)A的霍爾信號(hào)捕獲模塊（CAPIN_A）,，電機(jī)B的霍爾信號(hào)捕獲模塊（CAPIN_B）；

　　鍵盤剖析模塊：電機(jī)A的鍵盤輸入剖析模塊（KEY_ANALYSE_A）,，電機(jī)B的鍵盤輸入剖析模塊（KEY_ANALYSE_B）,；

　　PID調(diào)節(jié)模塊（_PID），方位記憶模塊（REM）,。

　　軟件主體選用工程上盛行的模塊化次序結(jié)構(gòu),，霍爾信號(hào)捕獲和PID調(diào)節(jié)選用中止控制方式。體系初始化完成對(duì)DSP體系寄存器,、I/O端口,、以及體系中止的設(shè)置，兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的取得由鍵盤剖析模塊取得,，依據(jù)得到的狀況,，決議電機(jī)是處于運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)動(dòng)或是停轉(zhuǎn)狀況,。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況由全局變量RUN_STATE_A和RUN_STATE_B表明,，088H表明電機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，00H表明電機(jī)發(fā)動(dòng),，0FFH表明電機(jī)停轉(zhuǎn),。

　　稀土永磁無刷直流電機(jī)與DSP控制技術(shù)相結(jié)合，是無刷電機(jī)的一個(gè)重要發(fā)展方向,。