電動牙科座椅選用稀土永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動體系，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控制器完成對兩臺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)簡略、散熱簡單、噪聲小等特色，滿足醫(yī)用行業(yè)對醫(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)動的直線式驅(qū)動組織替代有刷電機(jī)驅(qū)動組織和單相交流異步電機(jī)驅(qū)動組織，具有杰出的社會含義及廣闊的市場前景。
電動牙科座椅具有兩個(gè)自由度，俯仰和升降。本伺服體系選用兩臺稀土永磁無刷直流電動機(jī)作為運(yùn)動控制主部件，針對兩個(gè)自由度分別處以驅(qū)動。
電機(jī)控制部分僅選用一片DSP（數(shù)字信號處理器）芯片TMS320LF2407A完成對兩臺無刷電機(jī)的控制，充分利用了DSP豐富的片上資源，對兩臺電機(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)展了存儲器芯片，選用FRAM（非易失性存儲器）具有掉電維護(hù)功用，完成在關(guān)電的情況下對電動座椅的方位的記憶。
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，主控單元需求檢測電機(jī)的電流信號和轉(zhuǎn)子方位信號，并為驅(qū)動板供給六路PWM驅(qū)動信號，因而，控制一個(gè)無刷直流電動機(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無刷直流電動機(jī)供給控制信號。因?yàn)榭刂菩酒鈬娐份^為老練，但其具有較大的程序存儲器，因而，相關(guān)于硬件而言，要完成針對電機(jī)的靈活控制，側(cè)重從軟件方面下手。
驅(qū)動
本電機(jī)控制體系的驅(qū)動環(huán)節(jié)電路選用全橋結(jié)構(gòu)，通過對六個(gè)功率元件的開、關(guān)的控制，對電機(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對兩臺電機(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Isence通過處理后輸入到功率橋的前級驅(qū)動芯片和DSP處理器中，在過流時(shí)能夠及時(shí)封鎖門極驅(qū)動信號。
功率管的前級驅(qū)動選用IR公司的電機(jī)驅(qū)動芯片IR2130，該芯片集驅(qū)動、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，運(yùn)用時(shí)極為方便，特別適合于小功率驅(qū)動范疇。
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)動模塊：電機(jī)A發(fā)動模塊（MOTORA_START），電機(jī)B發(fā)動模塊（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）；
霍爾信號捕獲模塊：電機(jī)A的霍爾信號捕獲模塊（CAPIN_A），電機(jī)B的霍爾信號捕獲模塊（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)，霍爾信號捕獲和PID調(diào)節(jié)選用中止控制方式。體系初始化完成對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，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。