1、基于反電動(dòng)勢(shì)的三相無刷直流電機(jī)控制Three Phase BLDC Motor Control System, based on BEMF,組號(hào)： 組員： 學(xué)校： 第三屆恩智浦杯創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽參賽作品 2009年_月_日,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,2,設(shè)計(jì)項(xiàng)目摘要Abstract,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,3,項(xiàng)目背景及介紹Background and introduction of the project,高性能和高效率電機(jī)控制技術(shù)是目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研發(fā)

2、的重點(diǎn)，旨在提高能效的使用率，為各行業(yè)的機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)提供綠色應(yīng)用。 目前的電機(jī)驅(qū)動(dòng)反饋方式包括：霍爾傳感器方式、反電動(dòng)勢(shì)方式和正交編碼方式以及矢量控制。從系統(tǒng)成本的角度考慮，從硬件成本上來說，反電動(dòng)勢(shì)方式和矢量控制方式都是低成本的，考慮到控制算法的復(fù)雜程度，本范例僅考慮反電動(dòng)勢(shì)控制方式。 因此，本項(xiàng)目基于 ARM Cortex-M3 內(nèi)核的 LPC1766 芯片，實(shí)現(xiàn)了反電動(dòng)勢(shì)過零檢測(cè)技術(shù)，控制三相無刷直流電機(jī)，并結(jié)合 MOSFET 驅(qū)動(dòng)等產(chǎn)品，提供完整的解決方案。,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,4,恩智浦微控制器選型,選型：L

3、PC1766 選型特性： 內(nèi)置 256K Flash，64K RAM 的 ARM Cortex-M3 Rev. 2 微控制器 高速 12-bit ADC，具備 200KHz 轉(zhuǎn)換率，Vref 可調(diào) 128 線 QEI 接口 10/100 MHz 以太網(wǎng)，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控端 選型理由： 100MHz 主頻和 Cortex-M3 指令為系統(tǒng)的高效性提供保證 豐富的片內(nèi)外設(shè)資源提供系統(tǒng)的高集成度和低成本,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,5,功能描述Function Description,October 5, 2020,

4、Subject / Department / Author -,6,設(shè)計(jì)目的及主要功能Design Purpose and Key Features,為了提高產(chǎn)品性能和系統(tǒng)功效，越來越多的可調(diào)速電機(jī)被設(shè)計(jì)進(jìn)了諸如家電等電子類和控制類產(chǎn)品。低速電機(jī)（緩慢改變負(fù)載或者速度）由于其簡(jiǎn)單的控制算法而成為一種常用的應(yīng)用方案。本設(shè)計(jì)希望通過使用更多芯片上內(nèi)置資源、以期達(dá)到在保證系統(tǒng)性能的前提下的更低成本和更高效能的目的。 本設(shè)計(jì)的功能主要體現(xiàn)為，實(shí)現(xiàn)了過零檢測(cè)反電動(dòng)勢(shì)，并對(duì)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，用戶可以根據(jù)需要在本系統(tǒng)上做二次開發(fā)?；緦?shí)現(xiàn)復(fù)雜高速通信接口的功能，使得電機(jī)用戶也能快速方便地使用。,Octob

5、er 5, 2020,Subject / Department / Author -,7,系統(tǒng)原理和技術(shù)特點(diǎn)System Principles and technical features,這里主要介紹本設(shè)計(jì)的核心技術(shù)特點(diǎn) 無位置傳感器的控制方案。它的優(yōu)點(diǎn)是消除了控制器和電機(jī)之間的位置傳感器，減少了線路連接，降低了系統(tǒng)成本。 一種無位置傳感器的無刷直流電機(jī)技術(shù)是，通過檢測(cè)電機(jī)繞組產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)的過零點(diǎn)來確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。當(dāng)三相繞組中的某一相沒有通電時(shí)，該相的反向電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)會(huì)被檢測(cè)出來，然后再利用脈寬調(diào)制技術(shù)來控制電極繞組的通電順序和電壓。 另一種無位置傳感器的無刷直流電機(jī)技術(shù)是，矢量控制

6、技術(shù)，此處不作討論。,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,8,綠色設(shè)計(jì)的體現(xiàn)Green Design in application,該設(shè)計(jì)消除了控制器和電機(jī)之間的位置傳感器，減少了線路連接，利用片上豐富的接口資源簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)，從而： 在電機(jī)控制應(yīng)用中能夠提高系統(tǒng)功效 設(shè)計(jì)降低了系統(tǒng)成本 低功耗的內(nèi)核減少對(duì)能源的需求,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,9,系統(tǒng)框圖 Diagrams,October 5, 2020,Subject / Department / Author

7、 -,10,系統(tǒng)框圖Block Diagram,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,11,框圖詳細(xì)介紹Description,采用智能功率模塊，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性； 利用LPC1700的電機(jī)專用模塊的PWM輸出，使得電機(jī)控制更加簡(jiǎn)易； 巧妙利用電機(jī)在控制時(shí)只有兩相通電，而利用第三相采集電機(jī)的中性點(diǎn)電壓，從而實(shí)現(xiàn)過零點(diǎn)的采集；,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,12,項(xiàng)目總結(jié) Conclusion,October 5, 2020,Subject / Departmen

8、t / Author -,13,結(jié)論總結(jié)Summary & Conclusion,通過此項(xiàng)目可基本實(shí)現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)的電機(jī)控制方案。對(duì)于不同類型的電機(jī)和不同的客戶需求，可以通過設(shè)置不同的參數(shù)來調(diào)整對(duì)電機(jī)的控制。 下一步的工作將主要集中在根據(jù)各個(gè)客戶的不同需求設(shè)計(jì)不同的參數(shù)設(shè)置機(jī)制，給出針對(duì)不同電機(jī)類型的參考參數(shù)表，并完善上位機(jī)的監(jiān)控應(yīng)用程序和配置軟件，以便優(yōu)化用戶和系統(tǒng)的交互界面，提供更好的用戶體驗(yàn)方法。 更進(jìn)一步的工作，可以方便的移植到霍爾傳感技術(shù)的控制方式。,October 5, 2020,Subject / Department / Author -,14,代碼、流程圖、原理圖、設(shè)計(jì)實(shí)例照片等 （附加分項(xiàng)）Code, Flow chart, demo board picture etc. (optional),October 5, 2020,Subject / Department /