本项目详细介绍了一种创新性的直流无刷电机无传感器磁场定向控制系统的设计与实现。包括详细的原理图,代码开源,并提供全面的设计说明文档,旨在帮助读者深入理解其工作原理和应用方法。
直流无刷电机因其高效率、小体积及可靠性,在各种应用领域越来越受欢迎。梯形波控制是常见的选择,因为它操作简单,但换向噪声较大,这在某些特定的应用场景中可能无法满足要求。相比之下,正弦波控制可以实现更低的运行噪音,并且磁场定向控制(FOC)作为其中的一种方法,具有良好的控制系统特性、高转速精度和低噪声等优点。尽管算法复杂度较高通常需要16位或32位微控制器来支持其功能,英飞凌8位微控制器XC836M能够实现这一技术,并且性价比很高。
本段落档将详细介绍直流无刷电机的无传感器磁场定向控制方法以及基于XC836M风机应用的设计参考。内容涵盖硬件和软件说明、开发流程介绍及原理图与代码示例等信息。在该设计中,XC836M主要负责相电流采样、磁场定向控制、位置估算、PWM生成,并通过UART(RS232)接口实现与上位机的通讯功能。
驱动电路采用英飞凌6ED003L06器件,逆变部分则使用了分立IGBT IKD04N60R。整个无传感器磁场定向控制系统包括整流电路、开关电源、微控制器、逆变单元、驱动器和电流采样放大等组件。其中的整流滤波环节以及RS232电平转换都采用了现成模块。
具体功能与指标如下:
- 控制方式:无传感器磁场定向控制
- 电机类型:永磁同步电机(用于风机)
- 电流采样方法:双桥臂电阻法
- 调速范围:从300RPM到1200RPM(4对极)
- 微控制器型号:XC836M
- 启动方式:静止启动
- 保护机制:过流、欠压和过载保护
此外,转速控制可以通过上位机软件或外部电压输入实现。开发环境采用Keil C51 V9.03。
硬件电路参数:
- 输入供电电压:310V DC
- 额定功率:100W