DSP在無(wú)刷直流電機(jī)控制中的應(yīng)用簡(jiǎn)介

從理論上來(lái)看，直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩控制主要依據(jù)如下的轉(zhuǎn)矩和反電動(dòng)勢(shì)工程計(jì)算方程

其中，N為直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)定子每相線(xiàn)圈數(shù)， 為轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度，r為轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑，B為轉(zhuǎn)子的磁通密度， 為電動(dòng)機(jī)的角速度，i為相電流，L為相感抗， 為轉(zhuǎn)子的位置，R為相阻抗。

從方程可以看到，反電動(dòng)勢(shì)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成比例，而轉(zhuǎn)矩與相電流也幾乎勢(shì)成比例的。根據(jù)這些特點(diǎn)，在方案中采用了圖3所示的控制策略。給定轉(zhuǎn)速與速度反饋形成偏差，經(jīng)速度調(diào)節(jié)后產(chǎn)生電流參考量，它與電流反饋量的偏差經(jīng)電流調(diào)節(jié)后形成PWM占空比的控制量，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的速度控制。電流的反饋是通過(guò)檢測(cè)電阻上的壓降來(lái)實(shí)現(xiàn)的。速度反饋是通過(guò)霍爾傳感器輸出的位置量，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的。位置傳感器輸出的位置量還用于控制換相。

圖3 三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的速度和電流控制

4 軟件控制

系統(tǒng)采用PWM控制算法，電機(jī)輸入直流電流且每一時(shí)刻只有兩個(gè)功率管導(dǎo)通，從2407來(lái)的PWM控制信號(hào)直接連至驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器的輸出再連至功率MOSFET管的控制極。2407的CPU時(shí)鐘頻率是20MHz，PWM頻率是20kHz。