BLDC电机控制资料

BLDC电机控制核心资料

简介本文档介绍了如何使用 dsPIC30F 数字信号控制器（Digital Signal Controller， DSC）控制正弦电流来驱动具有位置传感器的永磁同步电机 （Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）。电机控制固件使用 dsPIC30F外设，而数学运算则由DSP引擎完成。为充分利用 dsPIC30F 的特殊 DSP 运算性能，固件采用 C 语言编写，只有某些子程序采用汇编语言编写。

应用特性 • 使用空间矢量调制 （Space Vector Modulation， SVM）方法产生用于驱动 PMSM 电机各相的正弦电流 • 正弦电压与 PMSM 电机转子位置同步 • 四象限运行，可实现正向、反向和制动运行 • 基于数字比例－积分－微分 （Proportional Integral Derivative， PID）控制的闭环转速控制 • 相位超前技术可实现更宽的调速范围 • 由 dsPIC® DSC 的 DSP 引擎实现小数数学运算

利用数字信号控制器实现电机控制 dsPIC30F 电机控制系列器件专门设计为用于控制包括交流感应电机（AC Induction Motor，ACIM）、有刷直流电机 （Brushed DC Motor， BDC）、无刷直流电机（Brushless DC Motor， BLDC）和永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）在内的大多数常用电机类型。 Microchip 目前已发布了几个应用笔记，介绍如何采用 dsPIC30F 电机控制系列器件实现交流感应电机控制（AN984、AN908 和 GS004）和无刷直流电机控制 （AN901、 AN957 和 AN992）。可从 Microchip 网站 （www.microchip.com）获取这些应用笔记的中英文版本。本应用笔记介绍了如何使用 dsPIC30F2010 实现有位置传感器 PMSM 电机的正弦电压控制。设计中利用了 dsPIC30F中特别适用于电机控制的外设模块：电机控制脉宽调制（Motor Control Pulse Width Modulation， MCPWM）模块和高速 A/D 转换器。dsPIC30F2010 中的 DSP 引擎可提供所需的快速数学运算能力。 dsPIC30F2010系列器件为28引脚16位DSC，专门设计为 用 于 实 现 低 成 本 和 高 效 率 的 电 机 控 制 应 用。 dsPIC30F2010 具有以下重要特性： • 30 MIPS 的处理性能 • 六个独立 PWM 输出或可配置为三组专用于电机控制的互补 PWM 输出对 • 六输入、 1 Msps ADC，可同时对多达 4 路输入进行采样 • 多种串行通信方式：UART、 I 2C™ 和 SPI • 适用于嵌入式控制应用的小型封装（6 mm x 6 mm QFN） • DSP 引擎可确保控制环的快速响应

所需的硬件用户需要如下硬件来实现本文中介绍的电机控制应用： • PICDEM™ MCLV 开发板 （图 1） • Hurst DMB0224C10002 BLDC 电机 • 24 VDC 稳压电源用户可从 Microchip 购买上述全部硬件或个别组件。有关定购信息可参见 Microchip 网站中的开发工具部分