基於反電動勢的三相無刷直流電機控制解讀課件

1、基於反電動勢的三相無刷直流電機控制 Three Phase BLDC Motor Control System, based on BEMF組號：組員：學(xué)校：第三屆恩智浦杯創(chuàng)新設(shè)計大賽參賽作品2009年_月_日基於反電動勢的三相無刷直流電機控制 Three Phase11 October 2022Subject / Department / Author - 2設(shè)計項目摘要Abstract10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 3項目背景及介紹 Background and int

2、roduction of the project高性能和高效率電機控制技術(shù)是目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研發(fā)的重點，旨在提高能效的使用率，為各行業(yè)的機械傳動技術(shù)提供綠色應(yīng)用。目前的電機驅(qū)動回饋方式包括：霍爾感測器方式、反電動勢方式和正交編碼方式以及向量控制。從系統(tǒng)成本的角度考慮，從硬體成本上來說，反電動勢方式和向量控制方式都是低成本的，考慮到控制演算法的複雜程度，本範(fàn)例僅考慮反電動勢控制方式。因此，本項目基於 ARM Cortex-M3 內(nèi)核的 LPC1766 晶片，實現(xiàn)了反電動勢過零檢測技術(shù)，控制三相無刷直流電機，並結(jié)合 MOSFET 驅(qū)動等產(chǎn)品，提供完整的解決方案。10 October 2022Su

3、bject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 4恩智浦微控制器選型選型：LPC1766選型特性：內(nèi)置 256K Flash，64K RAM 的 ARM Cortex-M3 Rev. 2 微控制器高速 12-bit ADC，具備 200KHz 轉(zhuǎn)換率，Vref 可調(diào)128 線 QEI 介面10/100 MHz 乙太網(wǎng)，即時將資料電機運行資料發(fā)送到監(jiān)控端選型理由：100MHz 主頻和 Cortex-M3 指令為系統(tǒng)的高效性提供保證豐富的片內(nèi)外設(shè)資源提供系統(tǒng)的高集成度和低成本 10 October 2022Subject /

4、Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 5功能描述Function Description10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 6設(shè)計目的及主要功能Design Purpose and Key Features為了提高產(chǎn)品性能和系統(tǒng)功效，越來越多的可調(diào)速電機被設(shè)計進了諸如家電等電子類和控制類產(chǎn)品。低速電機（緩慢改變負載或者速度）由於其簡單的控制演算法而成為一種常用的應(yīng)用方案。本設(shè)計希望通過使用更多晶片上內(nèi)置資源、以期

5、達到在保證系統(tǒng)性能的前提下的更低成本和更高效能的目的。本設(shè)計的功能主要體現(xiàn)為，實現(xiàn)了過零檢測反電動勢，並對電機進行相應(yīng)的控制，用戶可以根據(jù)需要在本系統(tǒng)上做二次開發(fā)?；緦崿F(xiàn)複雜高速通信介面的功能，使得電機用戶也能快速方便地使用。10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 7系統(tǒng)原理和技術(shù)特點System Principles and technical features這裏主要介紹本設(shè)計的核心技術(shù)特點 無位置感測器的控制方案。它的優(yōu)點是消除了控制器和電機之間的位置感測器，減少了線路連接

6、，降低了系統(tǒng)成本。一種無位置感測器的無刷直流電機技術(shù)是，通過檢測電機繞組產(chǎn)生的反向電動勢的過零點來確定電機轉(zhuǎn)子的位置。當(dāng)三相繞組中的某一相沒有通電時，該相的反向電動勢過零點會被檢測出來，然後再利用脈寬調(diào)製技術(shù)來控制電極繞組的通電順序和電壓。另一種無位置感測器的無刷直流電機技術(shù)是，向量控制技術(shù)，此處不作討論。10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 8綠色設(shè)計的體現(xiàn)Green Design in application該設(shè)計消除了控制器和電機之間的位置感測器，減少了線路連接，利用片上豐

7、富的介面資源簡化週邊電路設(shè)計，從而：在電機控制應(yīng)用中能夠提高系統(tǒng)功效設(shè)計降低了系統(tǒng)成本低功耗的內(nèi)核減少對能源的需求10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 9系統(tǒng)框圖 Diagrams10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 10系統(tǒng)框圖 Block Diagram 10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject /

8、 Department / Author - 11框圖詳細介紹Description採用智慧功率模組，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；利用LPC1700的電機專用模組的PWM輸出，使得電機控制更加簡易；巧妙利用電機在控制時只有兩相通電，而利用第三相採集電機的中性點電壓，從而實現(xiàn)過零點的採集；10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 12項目總結(jié)Conclusion10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Departme

9、nt / Author - 13結(jié)論總結(jié)Summary & Conclusion通過此專案可基本實現(xiàn)反電動勢的電機控制方案。對於不同類型的電機和不同的客戶需求，可以通過設(shè)置不同的參數(shù)來調(diào)整對電機的控制。下一步的工作將主要集中在根據(jù)各個客戶的不同需求設(shè)計不同的參數(shù)設(shè)置機制，給出針對不同電機類型的參考參數(shù)表，並完善上位機的監(jiān)控應(yīng)用程式和配置軟體，以便優(yōu)化用戶和系統(tǒng)的交互介面，提供更好的用戶體驗方法。更進一步的工作，可以方便的移植到霍爾傳感技術(shù)的控制方式。10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 14代碼、流程圖、原理圖、設(shè)計實例照片等 （附加分項）Code, Flow chart, demo board picture etc. (optional)10 October 2022Subject / Depar11 October 2022Subject / Department / Author - 15軟體流程（定義輸入輸出和控制操作）Software