電機(jī)驅(qū)動(dòng)板展示

聚沃科技電機(jī)驅(qū)動(dòng)板具有以下特點(diǎn)：

? FOC矢量控制；

? 七段式SVPWM調(diào)制方式；

? 三電阻阻電流采樣方式；

? 霍爾傳感器調(diào)速；

? 非線(xiàn)性磁鏈觀測(cè)器調(diào)速；

? 霍爾相序檢測(cè)；

? 搖桿實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；

? 源代碼開(kāi)源便于學(xué)習(xí)及開(kāi)發(fā)；

? 硬件可搭載聚沃開(kāi)發(fā)板使用，目前可支持GD32F303紅楓派開(kāi)發(fā)板（后續(xù)會(huì)不斷適配不同平臺(tái)，切換平臺(tái)不用更換電機(jī)板，可實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)的學(xué)習(xí)及應(yīng)用評(píng)估）。

硬件資源簡(jiǎn)介

軟件資源簡(jiǎn)介

主程序流程如上圖所示，電機(jī)上電后，首先配置電機(jī)驅(qū)動(dòng)相關(guān)GPIO，TIMER0配置輸出三對(duì)互補(bǔ)PWM波。

接著檢測(cè)三相電流偏置，該步操作獲取了三相電流的偏置電壓，后續(xù)進(jìn)行雙閉環(huán)控制時(shí)，應(yīng)減去該偏置得到真實(shí)電流，進(jìn)行控制，當(dāng)完成三相電流偏置采樣后，接著配置3個(gè)ADC進(jìn)行三相電流采樣；

接著，獲取寫(xiě)在FLASH里面的電機(jī)HALL相序，后續(xù)可根據(jù)電機(jī)HALL相序在HALL模式下控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

代碼進(jìn)入到while（1），此時(shí)不斷循環(huán)查詢(xún)按鍵狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到模式按鍵時(shí)，會(huì)切換對(duì)應(yīng)的控制模式，分別為霍爾模式，霍爾檢測(cè)模式、磁鏈觀測(cè)器模式，在不同模式下啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)會(huì)在該模式下運(yùn)行。

霍爾檢測(cè)模式：電機(jī)處在IF開(kāi)環(huán)控制狀態(tài)，同時(shí)電機(jī)d軸給定較大的電流，給定固定累加的電機(jī)開(kāi)環(huán)角度，拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到電機(jī)霍爾狀態(tài)變化時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的HALL相序，在完成6個(gè)相序檢測(cè)后，將對(duì)應(yīng)的相序值寫(xiě)入到FLASH中?；魻枡z測(cè)模式無(wú)需多次運(yùn)行，在更換電機(jī)后，運(yùn)行一次檢測(cè)相序即可。

霍爾模式：電機(jī)運(yùn)行在霍爾模式，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)根據(jù)當(dāng)前霍爾狀態(tài)，讀取對(duì)應(yīng)的霍爾相序?qū)?yīng)的角度值，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，會(huì)根據(jù)兩個(gè)變化的霍爾相序之間的時(shí)間間隔計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速，完成霍爾角度插補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)角度平滑控制。

FOC控制原理

轉(zhuǎn)速參考nref與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n作差，輸入到速度環(huán)PID，速度環(huán)的輸出iqref作為q軸電流環(huán)給定，在不進(jìn)行弱磁控制時(shí)，d軸電流環(huán)給定idref為0，dq軸電流參考idref、iqref與反饋電流id、iq作差經(jīng)過(guò)PID調(diào)節(jié)后輸出Vd、Vq，再經(jīng)過(guò)反Park變換、SVPWM得到三相電壓Va、Vb、Vc，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在控制中，采集三相電流ia、ib、ic,經(jīng)過(guò)Clark變換、Park變換得到反饋電流id、iq，參與電流環(huán)控制。

其中使用中各個(gè)變換過(guò)程的作用分別為：

? Clarke變換：作用于定子電流，將基于（A-B-C）三相靜止坐標(biāo)系的定子電流變換到（α-β）兩相靜止坐標(biāo)系中；

? Park變換：作用于定子電流，將（α-β）兩相靜止坐標(biāo)系下的電流量變換到（d-q）兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中；

? Park逆變換：作用于定子電流，將反電勢(shì)從旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（d-q）變換到（α-β）靜止坐標(biāo)系中。

電流采樣采用三電阻采樣方式，串聯(lián)在三相下橋臂的三相電阻分別對(duì)三相電流進(jìn)行采樣，采樣結(jié)果分別為ia、ib、ic。采樣電阻得到的是電壓值，需要結(jié)合采樣電阻值以及對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)對(duì)真實(shí)電流進(jìn)行還原，同時(shí)在得到的結(jié)果基礎(chǔ)上需要減去對(duì)應(yīng)的偏置電壓。

電機(jī)參數(shù)

本開(kāi)發(fā)板驅(qū)動(dòng)BLDC(PMSM)電機(jī)相關(guān)參數(shù)如下表所示。