基于stm32直流无刷电机正弦波控制系统

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1、第39卷第6期电子器件V01．39No．62016年12月ChineseJournalofElectronDevicesDec．20l6SineWaveBrushlessDCMotorControlSystemBasedonSTM32ZHENGHong，ZHANGJiawei，XUWencheng(SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China)Abstract：SVPWMcontroltechnologyiSappliedtoBLDCMdr

2、ivecontro1．thesinewavemotorcontrolsystembasedonSTM32，thehardwarepartconcentratesontheinvertercircuitwithMOSFETdriver。andtherelevantresearchofrotorstateandclosed—loopcurrentPIcontro1．Itillustratestheprogrammingofthecontrolsystem．Ahersoftwaresim—ulationandtestsonexperimentplatform，thefeasibilityofinte

3、gratedapproachcouldbeverified．Keywords：BLDCM；sin—wavecurentdriving；SVPWM；STM32EEACC：8320doi：10．39690．issn．1005—9490．2016．06．046基于STM32的直流无刷电机正弦波控制系统郑宏，张佳伟，徐文成(江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013)摘要：将SVPWM正弦波控制技术应用于BLDCM的驱动控制，利用STM32芯片丰富的片上资源搭建控制系统，提出了逆变电路中上下桥臂功率管MOSFET的硬件驱动方案，对转子位置状态和电流闭环PI控制进行研究，详细分析了SVPWM波的生成

4、方法，并对该控制系统的软件实现过程进行了具体阐述。通过软件仿真和实验平台性能测试，综合验证了控制方案的稳定性和可靠性。关键词：无刷直流电动机；正弦波驱动；空间矢量脉宽调制中图分类号：STM32文献标识码：A文章编号：1005—9490{2016)06—1521—06无刷直流电动机BLDCM(BrushlessDCMotor)电机的调速控制。既保留了有刷直流电机调速范围宽、启动转矩大、运行效率高等直流电机的特性，同时也避免了有刷直豳I位蓑号流电机的电刷和换向器的结构缺陷。随着无刷电机使用越来越普遍，其控制技术飞速发展n，就BLDCM的电子换相控制的模式而言，主要有方波和正弦波洲驱动两种。本文提出

5、的正弦波空间矢量控制模式阻具有运行平滑、转矩波动低、噪音小等优势，此模式—豆—目驱动电路麓广一也成为永磁同步电机(PMSM)驱动领域的研究热门。1系统的总体设计方案图1总体设计方案框图直流无刷电机控制系统硬件原理图如图1所示。整个系统主要是由STM32(MCU)、逆变电2系统驱动电路硬件设计路、驱动电路、检测电路和BLDCM等组成，文中SVPWM控制系统通过霍尔位置传感器获取电机逆变电路是硬件电路的主要部分，本文的转子位置信号，再对信号进行A／D转换等处理，MOSFET驱动电路b由分立元件设计构成，与专用计算电机转速和位置进行PI调节，同时输出对应集成驱动芯片相比，不但节约了成本，也方便维修，

6、的换相逻辑PWM信号，驱动电路根据PWM指令非常适用于电动车控制器。本文设计的分立元件控制逆变电路功率管得导通顺序和时间，实现对驱动电路如图2所示。收稿日期：2015—09—24修改日期：2015—10—201522电子器件第39卷l6图2主逆变电路功率管驱动电路图MOSFET驱动电路分为上桥臂驱动和下桥臂驱动两个对称的部分，以A相电路为例，分别由PWMA+和PWMA一信号控制上下管栅极电压。驱动电臣困路由电源电路提供的15V供电，上桥臂的MOSFET漏极接主电源正极，源极接电机A相绕组，同时下匦匿茎桥臂MOSFET的漏极也接在A相绕组上，下桥臂的巫开二A二D二c中孟二断][和圃=二捕二获中二

7、断=IMOSFET源极接康铜采样电阻。上、下桥臂驱动电路不能共用15V电源，这是由于电机运行时，相绕堑堕三堡：旦皇塑I捕获中断组平均电压会升高，而上桥臂MOSFET的源极和相绕组连接，于是源极电压就被抬高。要保证MOS—N丽FET栅源极之间的电压差稳定在10V15V不变，则要保证能够同时升高栅极电压。其中自举电路实现上桥臂MOSFET栅极电压升高。囱<>3系统软件设计及仿真研究转速显示更新3．1软