DSP在無刷直流電機(jī)控制中的應(yīng)用簡介

從理論上來看，直流無刷電動機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩控制主要依據(jù)如下的轉(zhuǎn)矩和反電動勢工程計算方程

其中，N為直流無刷電動機(jī)定子每相線圈數(shù)， 為轉(zhuǎn)子的長度，r為轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑，B為轉(zhuǎn)子的磁通密度， 為電動機(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，反電動勢與電動機(jī)的轉(zhuǎn)速成比例，而轉(zhuǎn)矩與相電流也幾乎勢成比例的。根據(jù)這些特點，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，實現(xiàn)電動機(jī)的速度控制。電流的反饋是通過檢測電阻上的壓降來實現(xiàn)的。速度反饋是通過霍爾傳感器輸出的位置量，經(jīng)過計算得到的。位置傳感器輸出的位置量還用于控制換相。

圖3 三相無刷直流電動機(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刻只有兩個功率管導(dǎo)通，從2407來的PWM控制信號直接連至驅(qū)動器，驅(qū)動器的輸出再連至功率MOSFET管的控制極。2407的CPU時鐘頻率是20MHz，PWM頻率是20kHz。