三相無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

說明

1. 所有的硬件和代碼已經(jīng)開源，請(qǐng)移步代碼開源連接
2. 首先這個(gè)項(xiàng)目這個(gè)是自己學(xué)習(xí)的時(shí)候做的，目前已經(jīng)驗(yàn)證霍爾有感方案，其他的還沒驗(yàn)證。
3. 如果當(dāng)中存在問題，歡迎評(píng)論區(qū)一起討論。

介紹

stm32直流電機(jī)控制

• 采用STM32F103C6T6A作為主控
• 主控與驅(qū)動(dòng)分離
• 采用三相逆變橋電路
• 前級(jí)采用柵極驅(qū)動(dòng)MOS，自帶閉鎖
• 驅(qū)動(dòng)板可適配有感，無感方案

項(xiàng)目簡介

一共分為三塊板子，分別為BLDC_Core板（主控板）、BLDC_Drive板（驅(qū)動(dòng)板）、KEY板（按鍵板）。每個(gè)板子之間用SH1.0的線束進(jìn)行連接，目前已經(jīng)驗(yàn)證有感方案HALL換相無問題。其滿載電機(jī)空轉(zhuǎn)整個(gè)系統(tǒng)800mA。

六步法

實(shí)際上三相直流無刷電機(jī)可以理解為采用交流電來控制，而在驅(qū)動(dòng)板當(dāng)中的逆變橋就是來產(chǎn)生交流電的。在最常用的BLDC驅(qū)動(dòng)中，比較常用且簡單的就是采用六步換相來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。而這種方法可以稱為6步法

六步法中的三相電機(jī)每次只有兩組繞組有電流通過，產(chǎn)生磁場。為了讓電機(jī)旋轉(zhuǎn)，一般按照Q1Q2—Q2Q3—Q3Q4—Q4Q5—Q5Q6—Q6Q1的順序依次導(dǎo)通功率開關(guān)管。下圖是逆變器的結(jié)構(gòu)。

HALL換相位法

在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，采用外部中斷來獲取HALL值，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)觸發(fā)HALL中斷，在中斷中讀取HALL的值，根據(jù)實(shí)際的值來進(jìn)行換相位，就能夠驅(qū)動(dòng)電機(jī)。下表是一版直流無刷電機(jī)的換相表。

根據(jù)我們的換相表，就能以此設(shè)計(jì)出六步換相的程序。以正轉(zhuǎn)為例，我們便可以設(shè)計(jì)出如下程序。其中hall_state是獲取到的霍爾的值。本設(shè)計(jì)中：上管調(diào)制，下管驅(qū)動(dòng)。

switch (hall_state)
        {
            case 1:
                HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_OFF;WL_ON;//下管
                break;
            case 2:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_ON;VL_OFF;WL_OFF;//下管
            break;
            case 3:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_OFF;WL_ON;//下管
            break;
            case 4:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_ON;WL_OFF;//下管
            break;
            case 5:
                HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_ON;WL_OFF;//下管
            break;
            case 6:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_ON;VL_OFF;WL_OFF;//下管
            break;
            
            default:
                Motor_Stop();//電機(jī)停轉(zhuǎn)
                break;
        }

原理圖

下方給出了本設(shè)計(jì)當(dāng)中的原理圖。

BLDC_Drive原理圖

BLDC_Core原理圖

PCB

下方給出了本設(shè)計(jì)當(dāng)中的PCB。

BLDC_Drive的PCB

BLDC_Core的PCB

渲染圖

下方給出了本設(shè)計(jì)當(dāng)中的渲染圖。

BLDC_Drive的渲染圖

BLDC_Core的渲染圖

軟件架構(gòu)

在軟件框架上主要采用了裸機(jī)開發(fā)，適用了分時(shí)調(diào)度，采用定時(shí)器2來產(chǎn)生1MS的時(shí)基標(biāo)志位。通過這個(gè)標(biāo)志位來完成調(diào)度，具體調(diào)度部分代碼可參考User_Scheduler.c文件。在換相控制方面在HALL中斷當(dāng)中完成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分代碼可參考hall.c和motor.c文件。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-764731.html

參與貢獻(xiàn)

• 愛學(xué)習(xí)的王大可負(fù)責(zé)了硬件設(shè)計(jì)，以及程序編寫。
• 幺幺零1223負(fù)責(zé)了原理圖評(píng)審，與焊接調(diào)試。
• lu yoann負(fù)責(zé)Core板和Drive板的焊接。

到了這里，關(guān)于三相直流無刷電器驅(qū)動(dòng)器(BLDC)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！