平頭哥CDK助力中科昊芯HX2000系列芯片之雙電機(jī)有感FOC控制系統(tǒng)專題(三)永磁電機(jī)雙閉
平頭哥半導(dǎo)體有限公司的劍池集成開發(fā)環(huán)境(以下簡稱“CDK”)已發(fā)布最新版本V2.10.5,請及時更新。
自中科昊芯推出專題闡述HXS320F28034雙電機(jī)有感FOC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以來,第一期主要分析了雙電機(jī)有感FOC控制原理,第二期著重分析了永磁BLDC的霍爾位置開環(huán)控制。
本期采用CDK-V2.10.3版本與AioneMotor_DSC28034電機(jī)驅(qū)控一體板聯(lián)合開發(fā)內(nèi)置霍爾位置傳感器的永磁BLDC雙閉環(huán)調(diào)速,特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)方法簡單、硬件成本低,相比FOC轉(zhuǎn)矩脈動較大。
BLDC的雙閉環(huán)調(diào)速原理如圖1,系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速nref與通過每60度換相的時間間隔求得的BLDC實(shí)際轉(zhuǎn)速nfbk相比較,經(jīng)速度PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算得到電流給定值iref,與電流采樣的反饋值ifbk進(jìn)行比較,經(jīng)電流PI調(diào)節(jié)器輸出調(diào)制波信號,與PWM模塊輸出的三角波信號相比較得到調(diào)制的脈寬信號,按“六步換相”算法驅(qū)動逆變器,實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)調(diào)速。

依照上述原理,設(shè)計HXS320F28034永磁電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖2,通過GPIO按鍵控制電機(jī)使能與轉(zhuǎn)速給定,經(jīng)雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)輸出PWM波的導(dǎo)通脈寬從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速,

硬件連接如圖3

系統(tǒng)所采用的軟硬件開發(fā)環(huán)境詳見《芯教程|平頭哥CDK助力中科昊芯HX2000系列芯片之雙電機(jī)有感FOC控制系統(tǒng)專題(一)第一期:雙電機(jī)有感FOC控制原理》。
根據(jù)上述分析,基于CDK開發(fā)雙閉環(huán)調(diào)速,代碼包括:PWM的外設(shè)Gpio引腳配置、三路三相PWM波輸出配置,霍爾位置采樣與轉(zhuǎn)速計算、電流采樣、PI調(diào)節(jié)算法、按六步換相輸出的EPWM事件觸發(fā)中斷服務(wù)程序,主程序執(zhí)行調(diào)用。
其中霍爾位置采樣與轉(zhuǎn)速計算、電流采樣代碼為:
CDK上開發(fā)永磁電機(jī)雙閉環(huán)控制程序,其編譯結(jié)果為:

編譯通過后,就可以開始調(diào)試了,其調(diào)試結(jié)果如下:

調(diào)試后,永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)動效果如下:

往期回顧:
《芯教程丨平頭哥CDK助力中科昊芯HX2000系列芯片之雙電機(jī)有感FOC控制系統(tǒng)專題(一)》
《芯教程丨平頭哥CDK助力中科昊芯HX2000系列芯片之雙電機(jī)有感FOC控制系統(tǒng)專題(二)永磁電機(jī)開環(huán)控制》
關(guān)于中科昊芯
“智由芯生 創(chuàng)享未來”,中科昊芯是數(shù)字信號處理器專業(yè)供應(yīng)商。作為中國科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè),瞄準(zhǔn)國際前沿芯片設(shè)計技術(shù),依托多年積累的雄厚技術(shù)實(shí)力及對產(chǎn)業(yè)鏈的理解,以開放積極的心態(tài),基于開源指令集架構(gòu)RISC-V,打造多個系列數(shù)字信號處理器產(chǎn)品,并構(gòu)建完善的處理器產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)。產(chǎn)品具有廣闊的市場前景,可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制及電機(jī)驅(qū)動、數(shù)字電源、光伏、儲能、新能源汽車、消費(fèi)電子、白色家電等領(lǐng)域。
