平頭哥CDK助力中科昊芯HX2000系列芯片之雙電機有感FOC控制系統(tǒng)專題(二)永磁電機開環(huán)
自中科昊芯推出專題闡述HXS320F28034雙電機有感FOC控制系統(tǒng)實現(xiàn)以來,上期著重分析了HXS320F28034數(shù)字信號處理器實現(xiàn)較優(yōu)的雙電機有感FOC控制的原理,本次采用平頭哥半導體有限公司的劍池集成開發(fā)環(huán)境(簡稱“CDK”)V2.10.3版本與AioneMotor_DSC28034電機驅(qū)動一體板聯(lián)合開發(fā)永磁電機開環(huán)控制,著重闡述永磁電機BLDC的開環(huán)控制,優(yōu)勢在于實現(xiàn)原理簡單。雙閉環(huán)調(diào)速與FOC控制將在后續(xù)內(nèi)容中逐漸展開。
霍爾檢測的原理如圖1,霍爾位置檢測出如圖中綠、紫、棕線所示的轉(zhuǎn)子位置HA、HB、HC信號時,定子按檢測的位置信號,三相兩兩通電,每60度切換一次導通順序,使永磁體轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),在電機內(nèi)部產(chǎn)生變化的磁場,每相繞組都會感應(yīng)出反電動勢如圖中U、V、W。

典型的BLDC三相全橋PWM控制與逆變電路原理如圖2,

通過BLDC內(nèi)置的霍爾位置傳感器檢測當前轉(zhuǎn)子位置信息,每60度切換一次導通順序,以控制逆變電路中三橋臂6個開關(guān)管的通斷,導通時序如圖3。

依照上述原理,設(shè)計HXS320F28034永磁電機開環(huán)控制系統(tǒng)如圖4,

通過GPIO按鍵控制電機使能,PWM模塊發(fā)出方波給驅(qū)動芯片來驅(qū)動BLDC進行旋轉(zhuǎn)。硬件連接如圖5。

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系列芯片之雙電機有感FOC控制系統(tǒng)專題(一)》。
根據(jù)上述分析,基于CDK開發(fā)開環(huán)控制輸出,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、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,其中單路PWM配置代碼如下:
例程主要代碼:
CDK上開發(fā)永磁電機開環(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,永磁電機的轉(zhuǎn)動效果如下,由于驅(qū)動BLDC的PWM占空比信號按正弦規(guī)律變化,故其電流波形呈現(xiàn)動態(tài)變化。

本期結(jié)束,敬請期待下一期內(nèi)容。
關(guān)于中科昊芯
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