直流無刷電機(jī)無傳感器磁場(chǎng)定向控制設(shè)計(jì)（原理圖+源碼+設(shè)計(jì)說明）

前言：

       直流無刷電機(jī)由于其效率高、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，使用范圍越來越廣。 通常采用梯形波控制，控制簡(jiǎn)單，但換向噪聲較大，在一些特定應(yīng)用領(lǐng)域無法滿足要求，而正弦波控制可以實(shí)現(xiàn)較低的運(yùn)行噪聲。磁場(chǎng)定向控制(FOC)做為正弦波控制的一種，具有控制特性好，轉(zhuǎn)速精度高，噪聲低等特點(diǎn)，由于算法較復(fù)雜，通常需要 16 位或 32 位微控制器才能實(shí)現(xiàn)，而英飛凌的 8 位微控制器 XC836M 可以實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)定向控制，具有較高性價(jià)比。

        本設(shè)計(jì)指導(dǎo)將介紹直流流無刷電機(jī)的無傳感器磁場(chǎng)定向控制，及基于 XC836M 的風(fēng)機(jī)應(yīng)用參考設(shè)計(jì)。包括硬件，軟件說明，開發(fā)流程介紹，并附相關(guān)原理圖及參考代碼。

        XC836M 主要完成電機(jī)相電流采樣，磁場(chǎng)定向控制，位置估算， PWM 生成，同時(shí)通過UART(RS232)與上位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制與實(shí)時(shí)信息監(jiān)控。驅(qū)動(dòng)電路采用英飛凌6ED003L06, 逆變電路采用英飛凌分立 IGBT IKD04N60R。

無傳感器磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)構(gòu)成：

        整流電路、開關(guān)電源、微控制器、逆變單元、驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣及放大電流，下載及監(jiān)控接口等部分組成。其中整流濾波、開關(guān)電源、RS232 電平轉(zhuǎn)換等采用已有模塊，見截圖：

功能與指標(biāo)：

• 控制方式： 無傳感器磁場(chǎng)定向控制
• 電機(jī)類型： 永磁同步電機(jī)（風(fēng)機(jī)）
• 電流采樣方式： 雙橋臂電阻采樣
• 電機(jī)調(diào)速范圍： 300RPM – 1200RPM(4 對(duì)極)
• 微控制器： XC836M
• 啟動(dòng)方式： 靜止啟動(dòng)
• 保護(hù)方式： 過流，過壓、欠壓，過載
• 轉(zhuǎn)速控制： 上位機(jī)軟件、外部電壓輸入
• 軟件開發(fā)環(huán)境: Keil C51 V9.03

硬件電路參數(shù)：

• 供電電壓： 310V DC
• 額定功率： 100W

磁場(chǎng)定向控制原理圖部分截圖：

XC836Minikit 原理圖：