基于dsPIC30F3010實(shí)現無(wú)刷直流電機的無(wú)傳感器控制

5 系統硬件設計

采用Microchip公司的DSPIC30F3010微控制器實(shí)現無(wú)刷直流電機的控制。dsPIC30F3010具有6路10位A／D、專(zhuān)門(mén)針對電機設計的6路PWM模塊、5路16位定時(shí)器、24 KB Flash程序存儲器以及1 KBRAM。其硬件電路圖如圖5所示。

用AN2、AN3、AN4實(shí)現電機端電壓檢測，得到反電動(dòng)勢過(guò)零點(diǎn)。采用PWM模塊控制6個(gè)MOS-FET通斷，就可實(shí)現換相。采用不同的占空比就可實(shí)現對電機調速。

通過(guò)對阻值為0.1Ω的電阻端電壓的檢測獲取過(guò)流、過(guò)載信息，根據電機的實(shí)際情況調整放大倍數和比較器的參考電壓。

因電機反電動(dòng)勢通常比5 V高，故必須通過(guò)電阻分壓后才能進(jìn)行A／D轉換，分壓電阻根據電機母線(xiàn)電壓不同取不同值，只要能保證分壓后的電壓在微控制器的允許范圍內即可。

3相逆變橋由6個(gè)MOSFET構成，本系統設計采用IR2407，它可承受600 V電壓，電流達49 A。PWM驅動(dòng)器由3片IR2110構成。
由于dsPIC30F3010為28引腳器件，I／O口有限，不能設計人機接口，因此，需采用RS-232接口與PC機連接，通過(guò)超級終端軟件實(shí)現人機對話(huà)。

6 系統軟件設計

軟件由初始化模塊、啟動(dòng)模塊及無(wú)傳感器運行模塊構成。因電機啟動(dòng)時(shí)轉速很低，反電動(dòng)勢很小，故反電動(dòng)勢過(guò)零點(diǎn)檢測法失效。只能用開(kāi)環(huán)控制電機，當電機達到一定轉速后切換到閉環(huán)控制，采用反電動(dòng)勢過(guò)零點(diǎn)檢測法檢測轉子位置，所以啟動(dòng)模塊是必須的。軟件主程序流程如圖6所示。

在反電動(dòng)勢過(guò)零點(diǎn)檢測模塊中，對經(jīng)電阻分壓后的端電壓進(jìn)行A／D轉換，再根據式(1)、(2)、(3)計算各相反電動(dòng)勢，如果某相的反電動(dòng)勢為零，則該時(shí)刻對應著(zhù)該相反電動(dòng)勢過(guò)零點(diǎn)。如果三個(gè)值都不為零，則說(shuō)明換相時(shí)刻還沒(méi)有到來(lái)，不需要換相。這就要求對端電壓分壓的電阻必須對稱(chēng)，以減小誤差，且A／D轉換頻率應該與電機轉速相匹配。

7 結束語(yǔ)

實(shí)驗證明，該無(wú)刷直流電機硬件結構簡(jiǎn)單、可控性好。低速啟動(dòng)時(shí)，電機性能不如有傳感器無(wú)刷直流電機，但啟動(dòng)后性能與有傳感器相當。無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機可在惡劣的工作環(huán)境下工作，受干擾比較小，可靠性高，成本低，具有較廣闊的市場(chǎng)前景。