基於反電動勢的三相無刷直流電機控制 Three Phase BLDC Motor Control System, based on...
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基基基基基基基基基基基基基基基基基 Three Phase BLDC Motor Control System, based on BEMF 組組： 組組： 組組： 組組組組組組組組組組組組組組組組組 2009 組 ___ 組 ___ 組
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基於反電動勢的三相無刷直流電機控制 Three Phase BLDC Motor Control System, based on BEMF. 組號： 組員： 學校： 第三屆恩智浦杯創新設計大賽參賽作品 2009 年 ___ 月 ___ 日. 設計 項目 摘要 Abstract. 項目背景及介紹 Background and introduction of the project. 高性能和高效率電機控制技術是目前學術界和產業界研發的重點，旨在提高能效的使用率，為各行業的機械傳動技術提供綠色應用。 - PowerPoint PPT Presentation
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基於反電動勢的三相無刷直流電機控制 Three Phase BLDC Motor Control System, based on BEMF
組號：組員：學校：第三屆恩智浦杯創新設計大賽參賽作品2009 年 ___ 月 ___ 日
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April 21, 2023Subject / Department / Author -
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設計項目摘要Abstract
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項目背景及介紹 Background and introduction of the project
高性能和高效率電機控制技術是目前學術界和產業界研發的重點，旨在提高能效的使用率，為各行業的機械傳動技術提供綠色應用。
目前的電機驅動回饋方式包括：霍爾感測器方式、反電動勢方式和正交編碼方式以及向量控制。從系統成本的角度考慮，從硬體成本上來說，反電動勢方式和向量控制方式都是低成本的，考慮到控制演算法的複雜程度，本範例僅考慮反電動勢控制方式。
因此，本項目基於 ARM Cortex-M3 內核的 LPC1766 晶片，實現了反電動勢過零檢測技術，控制三相無刷直流電機，並結合 MOSFET 驅動等產品，提供完整的解決方案。
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恩智浦微控制器選型
選型： LPC1766
選型特性：– 內置 256K Flash ， 64K RAM 的 ARM Cortex-M3 Rev. 2 微控制器– 高速 12-bit ADC ，具備 200KHz 轉換率， Vref 可調– 128 線 QEI 介面– 10/100 MHz 乙太網，即時將資料電機運行資料發送到監控端
選型理由：– 100MHz 主頻和 Cortex-M3 指令為系統的高效性提供保證
豐富的片內外設資源提供系統的高集成度和低成本
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功能描述Function Description
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設計目的及主要功能Design Purpose and Key Features
為了提高產品性能和系統功效，越來越多的可調速電機被設計進了諸如家電等電子類和控制類產品。低速電機（緩慢改變負載或者速度）由於其簡單的控制演算法而成為一種常用的應用方案。本設計希望通過使用更多晶片上內置資源、以期達到在保證系統性能的前提下的更低成本和更高效能的目的。
本設計的功能主要體現為，實現了過零檢測反電動勢，並對電機進行相應的控制，用戶可以根據需要在本系統上做二次開發。基本實現複雜高速通信介面的功能，使得電機用戶也能快速方便地使用。
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系統原理和技術特點System Principles and technical features
這裏主要介紹本設計的核心技術特點—— 無位置感測器的控制方案。它的優點是消除了控制器和電機之間的位置感測器，減少了線路連接，降低了系統成本。
一種無位置感測器的無刷直流電機技術是，通過檢測電機繞組產生的反向電動勢的過零點來確定電機轉子的位置。當三相繞組中的某一相沒有通電時，該相的反向電動勢過零點會被檢測出來，然後再利用脈寬調製技術來控制電極繞組的通電順序和電壓。
另一種無位置感測器的無刷直流電機技術是，向量控制技術，此處不作討論。
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綠色設計的體現Green Design in application
該設計消除了控制器和電機之間的位置感測器，減少了線路連接，利用片上豐富的介面資源簡化週邊電路設計，從而：
– 在電機控制應用中能夠提高系統功效– 設計降低了系統成本– 低功耗的內核減少對能源的需求
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系統框圖 Diagrams
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系統框圖 Block Diagram
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框圖詳細介紹Description
採用智慧功率模組，提高了系統的可靠性和穩定性；
利用 LPC1700 的電機專用模組的 PWM輸出，使得電機控制更加簡易；
巧妙利用電機在控制時只有兩相通電，而利用第三相採集電機的中性點電壓，從而實現過零點的採集；
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項目總結Conclusion
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結論總結Summary & Conclusion
通過此專案可基本實現反電動勢的電機控制方案。對於不同類型的電機和不同的客戶需求，可以通過設置不同的參數來調整對電機的控制。
下一步的工作將主要集中在根據各個客戶的不同需求設計不同的參數設置機制，給出針對不同電機類型的參考參數表，並完善上位機的監控應用程式和配置軟體，以便優化用戶和系統的交互介面，提供更好的用戶體驗方法。
更進一步的工作，可以方便的移植到霍爾傳感技術的控制方式。
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代碼、流程圖、原理圖、設計實例照片等 （附加分項）Code, Flow chart, demo board picture etc. (optional)
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軟體流程（定義輸入輸出和控制操作）Software Process (define Input/Output, operations…)
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