[文档] 电机驱动方案调研

[复制链接]
9012|42
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-30 10:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 上下而求索 于 2023-1-30 11:10 编辑

BLDC电机驱动MCU
涉及峰岹、凌鸥、中颖等,还有灵动微、华大、华芯微特等;国外有TI、ST。

PWM模块和PWMT模块对照ST的高级定时器和通用定时器功能,相关功能见笔者发表的CSDN博客:(1条消息) PWM与PWMT_Yuule的博客-CSDN博客

详情采访记录可见附件《关于BLDC电机驱动MCU的系列问题》

详情算法说明可见附件《BLDC&PMSM算法说明》

git开源项目iBLDC iBLDC/BLDC的六步法&PMSM的FOC法综合.md at master · Staok/iBLDC (github.com)

评论

———————————————— 版权声明:本文为CSDN博主「Yuule」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接:https://blog.csdn.net/Yoolell/article/details/124793743  发表于 2023-1-31 12:02
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-30 11:11 | 显示全部楼层
电机驱动架构
方案
一般的电机驱动方案如下表所示

 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-30 12:41 | 显示全部楼层
框架
根据上表的电机方案,

按照MCU硬件架构分类可以分成两类,一类是带驱动,另一类是不带驱动。
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-30 12:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 qsrg51 于 2023-1-30 12:43 编辑

其中带驱动的还有三类详细划分,分别是GATE/3P3N/6N,下图以凌欧MCU示例,
凌欧LKS32MC066

 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-30 12:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 qsrg51 于 2023-1-30 12:44 编辑

LKS32MC061

 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-30 12:44 | 显示全部楼层


邵峰FU6832
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-30 12:54 | 显示全部楼层
详情见下表对比,由于各家芯片较多仅选取部分具有代表性的MCU。
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 10:56 | 显示全部楼层
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 10:58 | 显示全部楼层
电机
电机种类非常丰富,可以按照工作电源种类、用途以及结构和工作原理划分,详情见下图,


图 电机分类
随着技术进步,目前主流技术是无刷电机,这里主要关注无刷直流电机BLDCM和永磁同步电机PMSM。
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:00 | 显示全部楼层
结构

BLDCM与PMSM电机在基本架构上是相同的,他们都具有转子永磁体,定子绕组;且由转子与定子的相互作用产生电机转矩,根据右手螺旋定则,通过线圈绕组方向和电流方向可以判断线圈磁极方向,但在细节设计和控制上存在区别。 QQ截图20230131110001.png
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:02 | 显示全部楼层
BLDCM起初是用于替代有刷电机,自然的驱动方式也是方波控制,于是为了最大化利用其特性,电机转子会设计成有方波磁场的、径向距离相等的等厚磁铁。于是电机的反电动势会趋于梯形波。

PMSM以正弦波驱动,为了最大化正弦波利用率,电机磁场会被设计为正弦波磁场(这里我们不展开讨论气隙磁场、磁密谐波),反电动势也随之具有正弦性。


 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:04 | 显示全部楼层
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:08 | 显示全部楼层
PWM与驱动算法
PWM介绍
脉冲宽度调制,PWM调制方式有很多种,后续在<电机应用和算法>中关注电机控制中主流的三种即方波调制,SPWM和SVPWM。
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:10 | 显示全部楼层
普通的PWM,通过递增/递减计数器,可根据需求生成不同占空比的方波。
QQ截图20230131110452.png
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:10 | 显示全部楼层
互补PWM输出,一对互补PWM可输出两组占空比互补的方波,示例如下图,、 QQ截图20230131111033.png
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:11 | 显示全部楼层
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:18 | 显示全部楼层
算法&PWM调制方式
可见框架图片目录下图片说明。 QQ截图20230131111756.png
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:29 | 显示全部楼层
120°调制方波

利用霍尔值(每个电气周期6次变化),改变UVW相电流流向,但同一霍尔值内电流流向不变,任何时刻只能一相的上桥和另一相的下桥导通,这种控制方式简单,但存在最大60度的转矩偏角,效率降低,同时会伴有转动噪音。
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:36 | 显示全部楼层
当然我们可以通过增加绕组和极对数来减小上述提到的60°颗粒感。 QQ截图20230131113548.png
 楼主| qsrg51 发表于 2023-1-31 11:36 | 显示全部楼层
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

60

主题

444

帖子

4

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部