第三章无刷直流电动机PWM 控制方案

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直流电机PWM控制系统设计

直流电机PWM控制系统设计

0 前言在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用,无论在工业农业生产、交通运输、国防航空航天、医疗卫生、商务与办公设备,还是在日常生活中的家用电器,都在大量地使用着各式各样的电动机。

据资料统计,现在有的90%以上的动力源来自于电动机,电动机与人们的生活息息相关,密不可分。

随着现代化步伐的迈进,人们对自动化的需求越来越高,使电动机控制向更复杂的控制发展。

直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。

直流调速技术不断发展,走向成熟化、完善化、系列化、标准化,在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。

直流电机的数字控制是直流电动机控制的发展趋势,用单片机的数字控制的发展趋势,用单片机进行控制是实现电动机数字控制的最常用的手段。

由于电网相控变流器供电的直流电机调速系统能够引起电网波形畸变、降低电网功率因数,除此之外,该系统还有体积大、价格高、电压电流脉动频率低、有噪声等缺点。

而采用直流电动机的PWM调速控制系统可以克服电网相控调速系统的上述诸多缺点。

电动机的控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、电动控制技术、微机应用技术的最新发展成果。

正是这些技术的进步使电机控制技术在近20多年内发生了翻天覆地的变化,其中电动机的控制部分已由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制,形成数字和模拟的混合控制系统和纯数字控制的应用,并曾向全数字化控制方向快速发展。

电动机的驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代,目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成为主流。

功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动控制方法能够得到实现,脉宽调制控制方法(PWM和SPWM),变频技术在直流调速和交流调速中获得广泛的应用。

直流无刷电机PWM驱动芯片设计

直流无刷电机PWM驱动芯片设计
高性能的专用环境下的芯片新产品也不断涌现。如日本三洋公司推出的三相无刷
为了整体的安全性和功能完善性。加入了超前角的调节,死区时间和一些保护电路。 本文定量分析了各模块的实现原理和电路形式,采用10V 0.35I.tmBCD工艺实现电 路,并使用Cadence Spectre工具完成的电路功能的仿真和验证。
关键词:电机驱动芯片;直流无刷电动机;开关损耗最小PWM;正弦波调制
调制波的波形由三要素确定,幅度,相位和频率。本文先理论分析了调制波的函数 表达式,接着研究了三要素量在电路上的信号体现方式,最后结合三要素的信号表达 采用电阻网络拟合出调制波。调制波在与芯片内部生成的三角载波进行比较,比较后 的脉冲波作用到三相全桥逆变器电路,从而实现了对电机转速,转向的控制。
另外,这种调制方法在电机起动,改变转向时不起作用,所以又采用了方波PWM 调制作为补偿调制方式,方波PWM采用两两通电方式。
方面伺服电动机占优,但在电机效率,速度,稳定性,最高转速方面两者相差不大。
最主要的是无刷电动机价格优势很大,要便宜1/3。 表1-1无刷直流电动机与异步电动机主要特性比较【2】
无刷直流电动机
异步电动机
转速范围Jr/mini 转速比
80.4000 1:50
200.2400 1:20
最大输入电流(惯性负载)
西南交通大学 硕士学位论文 直流无刷电机PWM驱动芯片设计 姓名:曾泫鸿 申请学位级别:硕士 专业:计算机系统结构 指导教师:靳桅
201205
西南交通大学硕士研究生学位论文
第1页
Hale Waihona Puke 摘要随着节能减排的严峻,无刷直流电动机以其高的电机效率,宽调速比,可靠的运 行,得以广泛的应用。现在市面上流行的主要是带霍尔位置传感器的电机。这种传感 器价格低廉但位置定位不是很精准。为了提高这类电机的控制能力,本设计采用了开 关损耗最小PWM调制。相对常见的方波PWM调制,显著降低了绕组电流的谐波分量, 提高了运行的稳定性。另外相对于一般的正弦波调制(SPWM),开关损耗减少了1/3, 线电压输出能力提高了2/x/3倍。

无刷直流电机pwm调速原理

无刷直流电机pwm调速原理

无刷直流电机pwm调速原理
无刷直流电机(BLDC)是一种电动机,其转子上没有传统的电刷。

相比传统的有刷直流电机,BLDC电机拥有更高的效率和可靠性。

为了实现BLDC电机的调速,通常使用PWM(脉宽调制)技术。

PWM调速原理如下:在电机电源上加上一个有特定占空比的方波信号,即PWM信号。

PWM信号的占空比决定了电机的平均电压,从而决定了电机的转速。

当PWM信号的占空比增加时,电机的平均电压也会增加,电机的转速也会随之增加。

反之,当PWM信号的占空比减小时,电机的平均电压也会减小,电机的转速也会减小。

BLDC电机的控制主要包括两个方面:判断当前转子位置和根据位置控制电机。

判断转子位置通常采用霍尔传感器或反电动势感应法。

在控制电机时,可以采用开环控制或闭环控制。

开环控制指直接根据PWM信号控制电机转速;闭环控制则需要通过传感器反馈来调整PWM信号的占空比,使电机达到预期转速。

PWM调速技术不仅可以用于BLDC电机,也可以用于其他类型的电机调速。

通过合理的PWM信号设置,可以实现电机的精确调速和控制。

- 1 -。

直流电动机的PWM调压调速原理

直流电动机的PWM调压调速原理

直流电动机的PWM调压调速原理
直流电动机的PWM调压调速是指通过调节脉宽调制(PWM)信号的占空比,控制直流电动机的电压和转速。

其原理是利用数字信号的高低电平与时间的对应关系,通过高电平和低电平的时间比例来控制脉冲信号的平均值,从而实现对电动机的调压和调速。

具体来说,PWM调压调速主要包括以下几个步骤:
1.信号发生器:使用微控制器或其他信号发生器产生一个固定频率的方波信号,通常频率为几千赫兹到几十千赫兹。

这个信号称为PWM基准信号。

2.调制器:通过控制占空比,将PWM基准信号转换为调制后的PWM信号。

占空比是指高电平持续的时间与一个周期的比值。

例如,占空比为50%的PWM信号表示高电平和低电平持续时间相等。

调制器可以是硬件电路或者软件控制的。

3.电压调节:将调制后的PWM信号经过滤波器平滑输出,形成电压调节信号。

滤波器通常使用低通滤波器,将PWM信号的高频成分滤除,得到平均电压。

4.转速控制:通过调节占空比,改变PWM信号的高电平时间,从而改变直流电动机的平均电压。

占空比越大,输出电压就越高;占空比越小,输出电压就越低。

5.转速反馈:为了实现闭环控制,通常需要通过传感器获取直流电动机的转速,并将转速信息反馈给调速控制器。

调速控制器会根据反馈信号与设定的转速进行比较,调节占空比控制电动机的转速。

总结起来,PWM调压调速原理就是通过调节PWM信号的占空比控制直流电动机的电压和转速。

通过改变占空比,可以改变PWM信号的高电平时间,从而改变电动机的平均电压和转速。

同时,结合转速反馈,可以实现封闭环控制,使电动机的转速能够与设定值保持一致。

第三章直流电动机速度控制系统

第三章直流电动机速度控制系统
1-24
机械特性与静差率
n n01
额定转速降
ΔnN
R nN I N Ce
U d1
n02
是一个恒值。 调速系统在不 同电压下的机 械特性是互相 平行的,两者 的硬度相同。
1-25
ΔnN
Ud2
0
TeN
Te
图3-4 不同转速下的机械特性
机械特性与静差率
• 调速系统在不同电压下的理想空载转速 不一样。 • 理想空载转速越低时,静差率越大。 • 同样硬度的机械特性,随着其理想空载 转速的降低,其静差率会随之增大, • 调速系统的静差率指标应以最低速时能 达到的数值为准。
1-12
n n0
Ra Ra+R1 Ra+R2 Ra+R3
0
Id
图3-1 直流电动机调阻调速时的机械特性
1-13
减弱磁通调速法
U R n T n n 0 2 e K K K (3-3) e e m
• 理想空载转速 n 0 将随 增大。 的减少而
1-14
减弱磁通调速法
1-4
第一节
直流电动机控制基础
• 直流伺服电机的分类 直流电机按其励磁方式分为永磁式、励磁式(他 励、并励、串励、复励)、混合式(励磁和永磁 合成)三种;按电枢结构分为有槽、无槽、印刷 绕组、空心杯形等;按输出量分为位置、速度、 转矩(或力)三种控制系统;按运动模式分为增 量式和连续式;按性能特点及用途不同又有不 同品种。
(3-5)
1-23
2. 静差率
• 当系统在某一转速下运行时,负载由理 想空载增加到额定值时电动机转速的变 化率,称为静差率s。
• 用百分数表示 s
nN s n0

1-3 直流电动机的脉宽调制(PWM)调速

1-3 直流电动机的脉宽调制(PWM)调速

若VT1关断时间长,在t=t2时,电枢电流ia衰减 到零,那么在电动机内电势Ea的作用下,VT2导通, 电枢电流ia 将沿着相反的方向从B点流入A点,电机 进入能耗制动。通过控制VT2的时间间隔可以控制电 机的制动转矩 注意:在VT1重新导通之间,必须先关闭VT2, 让电枢电流经过VD1续流,电机短时进入再生制动状 态,否则在VT2还没有完全关断之前就让VT1导通, 电源经过VT2、VT1直接短路,损坏开关元件。
1、单极性脉宽调制方式 系统输出电压UA的极性是通过一个控制电压Uc 来改变的。 Uc为正,VT1与VT2交替导通,VT4一直导通, VT3关断,此时,B点总是为正,A点总是为负 Uc为负,VT3与VT4交替导通,VT2一直导通, VT1关断,此时,B点总是为负,A点总是为正
工作原理: Uc为正时 0<t<t1时,VT1导通,VT2关断,若Us>Ea, 电枢电流经VT1、VT4从B流到A,电机处在电动 机状态。 在t1<t<T时,VT1关闭,VD2与VT4续流,电枢 电流方向不变,电机仍处在电动机状态。 若在t1<t<T期间的某一时刻t2电枢电流衰减到 零,那么在t2<t<T期间,Ea使VT2导通,电枢电 流反向,经VT2、VD4从A流到B,电机进入能耗 制动状态 若Ea>Us,在VT2关断期间,电枢电流经VD1 和VD4输回电网,电机作再生制动 Uc为负时,原理与此类似,电机反向
如果电流连续,则电机始终处于电动状态 若在t1<t<T期间的某一时刻t2电枢电流衰减到 零,那么在t2<t<T期间,Us和Ea共同作用,使 VT2、VT3导通,电枢电流反向,经VT2、VT3从A 流到B,电机进入反接制动状态 在VT1、VT4再次导通之前,必须关断VT2、 VT3,电枢电流VD1、VD4续流,电机进入再生制 动

基于pwm技术的无刷直流电机的调速系统设计大学论文

基于pwm技术的无刷直流电机的调速系统设计大学论文

基于PWM技术的无刷直流电机的调速系统设计Brushless DC Motor Speed Control System Based On PWM摘要无刷直流电机(BLDCM)具有调速性能优异、运行性能可靠和维护方便等优点,相较于有刷直流电机,其采用电子换向取代机械换向,有效地提高了电动机的运行效率,也使得其成品体积更加的轻巧。

但是无刷直流电机也存在转矩脉动、控制器复杂、成本较高等缺陷,这些缺陷的存在也一定程度上影响了无刷直流电机作为高效、先进电机在应用上的普及,因此研究如何改善以及解决无刷直流电机存在的问题便具有更加明显的现实意义。

MATLAB是一款用于数据分析与计算、算法开发以及动态系统建立与仿真的数学软件。

最初是由美国MathWorks公司出品的商用数学软件,其由Matlab和Simulink 两个重要组成部分构成,现在更是应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

本文通过对无刷直流电机结构以及工作原理的研究与分析,找出导致其具有较大转矩脉动的原因,并先从理论上得到如何抑制转矩脉动的方法,再通过Matlab 建立起无刷直流电机的仿真模型,对其仿真结果进行分析与改善,从而有效地抑制无刷直流电机的转矩脉动。

关键词:无刷直流电机,转矩脉动,仿真模型AbstractBrushless DC motor (BLDCM) has excellent speed performance, reliable performance and easy maintenance, etc., compared to a brush DC motor, which uses electronically commutated replace mechanical commutation, effectively improve the operating efficiency of the motor, but also so that the volume of the finished product more compact. But there brushless DC motor torque ripple controller complexity, high cost and other defects, the presence of these defects also affected to some extent, a brushless DC motor as efficient and advanced motor universal in application, how to improve and therefore research solve the problems of the brushless DC motor will have more obvious practical significance.MATLAB is a tool for data analysis and computation, algorithm development, and simulation of dynamic systems to establish and mathematical software. MathWorks was originally developed by the US company produced commercial mathematical software, which consists of Matlab and Simulink are two important parts, and now it is used in engineering calculations, control design, signal processing and communications, image processing, signal detection, financial modeling design and analysis and other fields.Based on the brushless DC motor structure and working principle of research and analysis to identify the cause of which has a large torque ripple, and theoretically first get how to suppress torque ripples, established through Matlab brushless Simulation Model DC motor, its simulation results are analyzed and improved in order to effectively suppress the torque ripple of the brushless DC motorKeywords:Brushless DC motor; The torque pulsation; The simulation model目录第一章绪论 (6)1.1 研究背景及研究意义 (6)1.2 无刷直流电机调速系统的国内外研究现状 (7)1.3 本文的主要研究内容及章节安排 (8)第二章无刷直流电机的基本原理 (9)2.1 无刷直流电机的基本结构 (9)2.1.1 电机本体 (9)1.电动机定子 (9)2. 电动机转子 (10)2.1.2 位置传感器 (10)2.2 无刷直流电机的工作原理及换相过程 (12)2.2.1 无刷直流电机的工作原理 (13)2.2.2 无刷直流电机的换相过程 (15)2.3 无刷直流电机的应用 (16)2.4 本章小结 (16)第三章基于PWM技术的无刷直流电机转矩脉动抑制 (17)3.1 PWM控制技术简介 (17)3.1.1 PWM控制技术的基本原理 (17)3.1.2 PWM控制技术的控制方法 (18)3.2 Buck变换器的原理及控制方式 (19)3.2.1 Buck变换器的原理 (19)3.2.2 Buck变换器的控制方式 (20)3.3 无刷直流电机转矩脉动的产生 (20)3.3.1传导区转矩脉动 (21)3.3.2换相区转矩脉动 (22)3.4 无刷直流电机转矩脉动的抑制 (24)3.5 本章小结 (27)第四章无刷直流电机的仿真分析 (28)4.1 MATLAB和SIMULINK的介绍 (28)4.2 无刷直流电机的数学模型 (29)4.2.1电机本体模块 (30)4.2.2转矩计算模块 (31)4.2.3速度控制模块 (32)4.2.4电流控制模块 (32)4.2.5电压逆变模块 (33)4.3无刷直流电机的仿真结果 (33)4.4本章小结 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录 (42)第一章绪论1.1 研究背景及研究意义对于工厂生产和社会发展而言,电力拖动都有着举足轻重的地位,为了满足生产工艺的需求,通过控制电机的转矩以及转速来控制电动机的转速以及位置,这样就可以形成一个自动化系统,称之为电力拖动。

单片机课程设计PWM直流电动机调速控制系统方案

单片机课程设计PWM直流电动机调速控制系统方案

单片机原理及应用—— P W M直流电机调速控制系统概括直流电动机具有良好的启动性能和调速特性。

具有起动转矩大、调速平稳、经济大范围、调速容易、调速后效率高等特点。

本文设计的直流电机调速系统主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路和独立按键组成的电子产品组成。

电源采用78系列芯片,采用PWM波方式实现电机+5V、+15V调速,PWM为脉宽调制,通过51单片机改变占空比实现。

通过独立的按键实现电机的启停、调速和转向的手动控制,LED实现测量数据(速度)的显示。

电机转速采用霍尔传感器检测输出方波,通过51单片机统计1秒内方波脉冲个数,计算电机转速,实现直流电机的反馈控制。

关键词:直流电机调速; H桥驱动电路; LED显示屏; 51单片机目录摘要2摘要错误!未定义书签。

目录3第 1 章引言41.1 概述41.2 国外发展现状41.3 要求51.4 设计目的及6第 2 章项目论证与选择72.1 电机调速模块72.2 PWM调速工作模式72.3 PWM脉宽调制方式错误!未定义书签。

2.4 PWM 软件实现错误!未定义书签。

第三章系统硬件电路设计83.1 信号输入电路83.2 电机PWM驱动模块电路9第 4 章系统的软件设计104.1 单片机选型104.2 系统软件设计分析10第 5 章 MCU 系统集成调试135.1 PROTEUS 设计与仿真平台错误!未定义书签。

18传统开发流程对比错误!未定义书签。

第一章简介1.1 概述现代工业的电驱动一般要求部分或全部自动化,因此必须与各种控制元件组成的自动控制系统相联动,而电驱动可视为自动电驱动系统的简称。

在这个系统中,生产机械可以自动控制。

随着现代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用,自动电驱动正朝着计算机控制的生产过程自动化方向发展。

以实现高速、高质量、高效率的生产。

在大多数集成自动化系统中,自动化电力牵引系统仍然是不可或缺的组成部分。

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第三章、用EL-DSPMCKIV实现无刷直流电动机PWM 控制方案实验概述:本实验是一个无刷直流电动机的PWM控制系统。

结构简单,用到的模块也较少。

下面给出每个模块的输入与输出量名称及其量值格式(一)、无刷直流电动机PWM 控制原理简介无刷直流电动机从结构上讲更接近永磁同步电动机(我们在下一章节中做详细介绍),控制方法也很简单,主要是通过检测转子的位置传感器给出的转子磁极位置信号来确定励磁的方向,从而保证转矩角在90 度附近变化,保证电机工作的高效率。

定子换相是通过转子位置信号来控制,转矩的大小则通过PWM的方法控制有效占空比来调控。

我公司提供过两种直流无刷电机,一种以前提供过的57BL-02直流无刷电机的额定电压为24V,额定转速为1600rpm,转子极数为4,也就是2 极对,还有一种是现在提供的57BL-0730N1直流无刷电机,该电机额定转速为3000rpm,转子极数为10,也就是5极对,这两种电机的转子位置都由霍尔传感器提供,同时由此计算出电机的转速,控制程序样例没有电流环。

(二)、系统组成方案及功能模块划分本实验为开环和闭环实验,通过几个模块信号处理最终用BLDCPWM模块产生IPM驱动信号来控制直流无刷电机转动。

下图为一个开环控制的系统功能框图,参考占空比信号经由RMP2CNTL 模块处理,变成缓变信号送到PWM产生模块。

霍尔传感器的输出脉冲信号,经由DSP 的CAP1、CAP2、CAP3端口被DSP获取。

通过霍尔提供的转子位置信息HALL3_DRV模块判断转子位置,并将该转子位置信息通过计数器传递给BLDC_3PWM_DRV 模块,该模块通过占空比输入、设定开关频率以及转子的位置信息产生相应的PWM 信号作用于逆变器中的开关管,从而驱动电动机旋转。

(三)、系统测试步骤和方法进行该系统测试的前提是已经在电脑上安装好CCS3.3版本的软件了,我们提供的软件是在CCS3.3 版本下进行调试的,尤其是我们提供的工作环境wks 文件是在此版本下保存的,在不同的版本下并不兼容,所以建议客户安装CCS3.3 版本,如果非要在CCS 其他版本下运行该套软件,请客户自行建立工作环境wks文件。

另外该系统测试的前提也认为是将DSP的USB仿真驱动也已经安装好了。

首先将公司提供的光盘根目录下的mckiv文件夹拷贝到电脑E 盘的根目录下,由于TI 公司的CCS 集成软件是有路径记忆功能的,所以最好是拷贝到E盘。

首先按照以下方法连接好控制器和机组:1. 将控制器背板上的带单芯插头的灰色大地线插到直流有刷电机机组上。

2. 将M002 号电缆的10 芯航空插头连接到控制器的背板上。

将另一头4 芯航空插头连接到直流无刷电机的5芯插座上。

3. 将M007号霍尔信号电缆一端的9芯航空插头连接到直流无刷电机的9芯航空插座上,另一端9芯航空插头连接到控制器前面DSPCPU板下面的那块接口板INF2上的9芯航空插座上,并将INF2上的JP1拨向左侧,标有“LINE1000”字样。

4. 将连接在磁粉制动器上的M006号负载电缆的4芯卡式插头连接到控制器背板的4芯圆形卡式插座上。

5. 将仿真器连接到DSP28335CPU板上的J8上(右上角14P插座)。

6. 将3芯电源线插入控制器的背板上,并将电源线插在电源接线板上,注意,一定要确保插座板上的大地线是接触良好的。

7. 打开控制器背板上的的红色船形电源开关,如果有电,此开关的指示灯应点亮。

同时控制器前面的液晶显示器应显示开机画面,然后停留在菜单画面。

9. 启动CCS软件(CCStudio v3.3)(在此之前应该已经用Setup CCStudio v3.3文件设置好CPU 类型和仿真器类型),如果8 秒之内还没有进入到CCS 软件的操作页面,并且发现DSPCPU 板上的“LED3”指示灯不闪烁,请按DSPCPU 板上的复位键(在LED4灯的右边),直到该指示灯闪烁为止,然后就应该能进入CCS3.3了。

注意.CCS3.3软件界面出现后,在界面的右下角出现如下提示:说明CCS3.3 软件没有连接目标CPU,所以此时要用“Debug--Collect”命令来连接目标CPU,执行完后再界面的右下角会出现如下提示:说明软件可以正常使用了。

最后用“File—Workspace—Load Workspace…”菜单命令打开E:MCKIV\28335soft\bldc28335100305\DMC\C28\V32X\sys\BLDC3_1_2833x\cflo at\build\ bldc_2833x\Debug”文件夹下的工作环境文件“bldc_2833x.wks”文件。

步骤1、开环启动,寻找最佳换相表测试此实验用RMP2_CNTL、MOD6_CNT和BLDCPWM及硬件电路连接来实验直流无刷电机的开环控制,通过实验过程来验证以上几个模块及逆变电路工作是否正常,并分析模块在系统中的作用,关键是通过转子在不同起始位置的不同换相控制表来找到让转矩和转子正交的最佳换相表。

图4-1-1和图4-1-2分别给出了此步骤的功能框图和软件流程图。

以下给出步骤1中的控制参数及其调节范围:仿真测试具体操作方法如下:1. 将头文件“build.h”中的编译指令BUILDLEVEL设为“LEVEL1”,目前公司配置的直流无刷电机是5 极对的,以前公司配置过2 极对的直流无刷电机,如果电机是2极对的,请打开“PARAMETER.H”头文件,并修改这一行程序:#define P 10 // Number of poles,将10修改为4.#define BASE_FREQ 250 将250修改为50如果是5极对电机则不用修改。

然后用“Project--Build”指令重新编译连接程序;2. 用“File--Load Program”菜单命令加载“bldc_2833x.out”文件到目标板,此时注意观察加载的文件“bldc_2833x.out”是否您刚才编译链接生成的文件,看一下文件的生成时间就知道了,如果所有源文件都没有修改,此时“bldc_2833x.out”的生成时间不会变化;如果想证实源文件编译是否执行,可以在主程序中随便修改一点注释内容,那么编译的时候就肯定会生成新时间的输出文件。

3. 点击“Debug--Real time Mode”选择实时模式,此时出现一个对话框,选择“是(Y)”,再点击“Debug--Run”或者点击左侧运行图标运行程序,此时程序在实时运行模式下运行。

4. 在“Watch window”窗口中左键点击“Build1”标签并在空白处点击右键,选择连续刷新模式“Continuous Refresh”,此时应能观察到“BackTicker”变量在不断变化,说明主程序已经运行。

在控制器面板上进行电机选择,选择直流无刷电机正确后,进入状态页面(F1),打开主电源(按钮:电源)。

将电机转子转动到任意一个可识别的位置,例如,将轴的安装端面水平,或者将安装销位置朝上,或者给转子贴一个标记,让标记朝上,目的就是要能识别这个位置,然后在下次启动是能让转子相对这个位置转动一个角度,然后设置变量“EnableFlag”为1,此时应能观察到变量“IsrTicker”也在不断变化,说明主中断服务程序已经正常运行,此时如果各电路部分正确,机组连接正确的话,电机应稳定运行。

如果电机没有运转,请检查各电缆是否连接可靠,检查INF2电路板上的JP1拨动开关是否拨向左侧,都没有错误的话,检查INF2 上的LED2 是否熄灭,如果熄灭,说明产生了功率保护中断,更换DSPCPU板后实验现象依旧,则可能需要返修。

5. 分别右键点击图形显示窗口“Channel1&2”、“Channel3&4”,选择连续刷新模式“Continuous Refresh”,观察mod1.Counter、hall1.HallGpioAccepted、mod1.TrigInput 以及hall1.CmtnTrigHall 的波形,如图4-1-3,图4-1-4 所示。

mod1.Counter 是检测到的转子换相计数器,从0 到5 之间变化,hall1.HallGpioAccepted表示的是转子换相对应的霍尔状态,mod1.TrigInput表示的是检测到了换相的信号标志,hall1.CmtnTrigHall表示的也是换相标志。

记录下此时的“Build1”标签中的变量FirstHallState,这是转子在启动之初的霍尔位置,再记录下“Build1”标签中的speed1.SpeedRpm,这是电机当前的转速,再记录下hall1.HallMap[0]~ hall1.HallMap[5]这个数组的6 个值,这就是换相表。

这三部分的变量值记录下来以后,点击“Debug--Halt”,再点击“Debug--Real time Mode”,最后点击“Debug--Reset CPU”和“Debug—Restart”,退出实时运行模式,将转子转动到和刚才的初始位置偏移30度左右的位置,然后点击“Debug--Real time Mode”选择实时模式,此时出现一个对话框,选择“是(Y)”,再点击“Debug--Run”或者点击左侧运行图标运行程序,此时程序在实时运行模式下运行。

电机应该运行起来,记录下此时的“Build1”标签中的变量FirstHallState,“Build1”标签中的speed1.SpeedRpm,再记录下hall1.HallMap[0]~ hall1.HallMap[5]这个数组的6个值,然后又退出实时模式,电机停止运行,再次转动转子的初始位置,和刚才第二次的位置相差30度左右,如此循环下去,直到转子6个初始位置都试运行完成,我们会发现,电机在相同的转矩作用下,速度相差较多,其中那个转速最快的换相表就是我们需要的保证转矩和转子正交的换相表,一般情况下,应该是hall1.HallMap[0]~ hall1.HallMap[5] 中的数值为“451326 ”,最后点击“Debug--Halt”,再点击“Debug--Real time Mode”,最后点击“Debug--ResetCPU”,退出实时运行模式。

公司原先配套的直流无刷电机为2 极对的,所以转子机械位置从0 到360 度对应转子电气位置有两个360 度,具体表现就是转子在某一个位置的霍尔位置信号和转子转动180 度后的霍尔位置信号是相同的。

现在配置的是5 极对的直流无刷电机,那么转子转动一圈,会有5 个电气周期,每次手动转的角度就要更小了。

6. 打开“bldc3_1.c”源文件,找到“float32 DFuncDesired = 0.375;;”这一行,将0.375修改为-0.375,编译文件,重新下载“bldc_2833x.out”文件到28335CPU目标板,重复4,5,6 步,找到电机反转时的最佳换相表。

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