前言:
直流无刷电机由于其效率高、体积小、可靠性高等优点,使用范围越来越广。 通常采用梯形波控制,控制简单,但换向噪声较大,在一些特定应用领域无法满足要求,而正弦波控制可以实现较低的运行噪声。磁场定向控制(FOC)做为正弦波控制的一种,具有控制特性好,转速精度高,噪声低等特点,由于算法较复杂,通常需要 16 位或 32 位微控制器才能实现,而英飞凌的 8 位微控制器 XC836M 可以实现磁场定向控制,具有较高性价比。
本设计指导将介绍直流流无刷电机的无传感器磁场定向控制,及基于 XC836M 的风机应用参考设计。包括硬件,软件说明,开发流程介绍,并附相关原理图及参考代码。
XC836M 主要完成电机相电流采样,磁场定向控制,位置估算, PWM 生成,同时通过UART(RS232)与上位机通讯,实现系统控制与实时信息监控。驱动电路采用英飞凌6ED003L06, 逆变电路采用英飞凌分立 IGBT IKD04N60R。
无传感器磁场定向控制系统构成:
整流电路、开关电源、微控制器、逆变单元、驱动电路、电流采样及放大电流,下载及监控接口等部分组成。其中整流滤波、开关电源、RS232 电平转换等采用已有模块,见截图:
功能与指标:
控制方式: 无传感器磁场定向控制
电机类型: 永磁同步电机(风机)
电流采样方式: 双桥臂电阻采样
电机调速范围: 300RPM – 1200RPM(4 对极)
微控制器: XC836M
启动方式: 静止启动
保护方式: 过流,过压、欠压,过载
转速控制: 上位机软件、外部电压输入
软件开发环境: Keil C51 V9.03
硬件电路参数:
供电电压: 310V DC
额定功率: 100W
磁场定向控制原理图部分截图:
XC836Minikit 原理图:
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