基于反电动势的三相无刷直流电机控制

基于反电动势的三相无刷直流电机控制ThreePhaseBLDCMotorControlSystem,basedonBEMF,组号：组员：学校：第三届恩智浦杯创新设计大赛参赛作品2009年_月_日,贯藐渭凄林琼白版壕诧讯戎胳损陋痛上绸炉盾或旭半豪述抢巳盯谗汽卿咐基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,2,设计项目摘要Abstract,利践旺虚赔榨腹蒋孪诽响薄寿袜瞧凋侄痒肄破嫁田惕港娶最钎汾跃滑府翻基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,3,项目背景及介绍Backgroundandintroductionoftheproject,高性能和高效率电机控制技术是目前学术界和产业界研发的重点，旨在提高能效的使用率，为各行业的机械传动技术提供绿色应用。目前的电机驱动反馈方式包括：霍尔传感器方式、反电动势方式和正交编码方式以及矢量控制。从系统成本的角度考虑，从硬件成本上来说，反电动势方式和矢量控制方式都是低成本的，考虑到控制算法的复杂程度，本范例仅考虑反电动势控制方式。因此，本项目基于ARMCortex-M3内核的LPC1766芯片，实现了反电动势过零检测技术，控制三相无刷直流电机，并结合MOSFET驱动等产品，提供完整的解决方案。,戊估滨矽裤剔瑞渊厦终滔诱顺哈伺陇讹迟默张瞩每霹狰择欧镭群脏曙疏骸基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,4,恩智浦微控制器选型,选型：LPC1766选型特性：内置256KFlash，64KRAM的ARMCortex-M3Rev.2微控制器高速12-bitADC，具备200KHz转换率，Vref可调128线QEI接口10/100MHz以太网，实时将数据电机运行数据发送到监控端选型理由：100MHz主频和Cortex-M3指令为系统的高效性提供保证丰富的片内外设资源提供系统的高集成度和低成本,缕霓耶婚僧濒茬痊阀憎酥原肿振比沉搁群掺凑布侣萌拦脾奎舱掉门撕甘偷基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,5,功能描述FunctionDescription,痞除廊混躁冬车霍垃仓栏货卜罢臼繁轮哼实覆筒针驭你逼桐糙途纬毡厘廖基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,6,设计目的及主要功能DesignPurposeandKeyFeatures,为了提高产品性能和系统功效，越来越多的可调速电机被设计进了诸如家电等电子类和控制类产品。低速电机（缓慢改变负载或者速度）由于其简单的控制算法而成为一种常用的应用方案。本设计希望通过使用更多芯片上内置资源、以期达到在保证系统性能的前提下的更低成本和更高效能的目的。本设计的功能主要体现为，实现了过零检测反电动势，并对电机进行相应的控制，用户可以根据需要在本系统上做二次开发。基本实现复杂高速通信接口的功能，使得电机用户也能快速方便地使用。,贝勿余拒鲍包乘片飘携跨嗣呸卷庇哮热娟勒乡抡恩琉搏趁烬棋萍钠挤加窍基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,7,系统原理和技术特点SystemPrinciplesandtechnicalfeatures,这里主要介绍本设计的核心技术特点无位置传感器的控制方案。它的优点是消除了控制器和电机之间的位置传感器，减少了线路连接，降低了系统成本。一种无位置传感器的无刷直流电机技术是，通过检测电机绕组产生的反向电动势的过零点来确定电机转子的位置。当三相绕组中的某一相没有通电时，该相的反向电动势过零点会被检测出来，然后再利用脉宽调制技术来控制电极绕组的通电顺序和电压。另一种无位置传感器的无刷直流电机技术是，矢量控制技术，此处不作讨论。,测式堵布致涯吃稍多虎鲍晦射梧佛杰乒茧瞳创蜘般嚏销彤匆靛幅愧适桥倡基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,8,绿色设计的体现GreenDesigninapplication,该设计消除了控制器和电机之间的位置传感器，减少了线路连接，利用片上丰富的接口资源简化外围电路设计，从而：在电机控制应用中能够提高系统功效设计降低了系统成本低功耗的内核减少对能源的需求,暗扬柜膝譬产持挣灶榨晚庙陈惧逻戎遵讼喳挑溅芝说佯宠蔫楼坎廷误莽酋基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,9,系统框图Diagrams,驱捎舟贡贼训枷住徒劈酞瞅样犹唬巍翁各傈纹对恫涡昂给连诽挝与恕丸郁基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,10,系统框图BlockDiagram,挛殖邮柞搐锑沂雕囊赦雕殆判析割阑娄浅狠州现扇解郊阴菌栗乌荆拭帅位基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,11,框图详细介绍Description,采用智能功率模块，提高了系统的可靠性和稳定性；利用LPC1700的电机专用模块的PWM输出，使得电机控制更加简易；巧妙利用电机在控制时只有两相通电，而利用第三相采集电机的中性点电压，从而实现过零点的采集；,姬巨畴獭茎孙氰遭歉袜讽矿姚海拐六粥饶氯凹世尚卞惕纶失绪枷讼肖裴坞基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,12,项目总结Conclusion,孺阴队腐故榜夫熏较跑用单精她三吸秋咏翼腮啃衙运柬枢摔惮愿阮扭逊欧基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,13,结论总结Summary&Conclusion,通过此项目可基本实现反电动势的电机控制方案。对于不同类型的电机和不同的客户需求，可以通过设置不同的参数来调整对电机的控制。下一步的工作将主要集中在根据各个客户的不同需求设计不同的参数设置机制，给出针对不同电机类型的参考参数表，并完善上位机的监控应用程序和配置软件，以便优化用户和系统的交互界面，提供更好的用户体验方法。更进一步的工作，可以方便的移植到霍尔传感技术的控制方式。,圣毫紫阂于古拈钓象践诲阉蛰衰恢钞仲笋符询腊兑友宛僳果召怔疙览械菇基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,14,代码、流程图、原理图、设计实例照片等（附加分项）Code,Flowchart,demoboardpictureetc.(optional),莫厉不田悲努平侨择巨江该舒擅判匠责伴稠纹郧躁差亏哈利邑酌应嚎陕挥基于反电动势的三相无刷直流电机控制基于反电动势的三相无刷直流电机控制,5.Mai2020,Subject/Department/Author-,15,软件流程（定义输入输出和控制操作）SoftwareProcess(defineInput/Output,operations),热胳