基于arm无刷直流电机调速系统

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1、研究与开发基于ARM的无刷直流电机调速系统高振天袁玮(郑州机电X-程研究所，郑州450015)摘要针对无刷直流电机，基于ARM核的32位微控制器，提出了一种闭环调速系统方案。首先给出了系统组成结构图，然后详细阐述了各个功能模块电路的硬件实现方式，最后根据系统的控制策略，阐述了软件编程思想。关键词：ARM；无刷直流电机；调速系统TheARM-basedSpeedControlSystemofBLDCGaoZhentianYuan耽f(ZhengZhouMechanicalandElectricalEngineeri

2、ngInstitute，Zhengzhou450015)AbstractAccordingtothebrushlessDCmotor，aschemeofthecloseloopedspeedcontrolsystemisprovidedwhichisbasedonthe32-bitARM—basedmicro—controller．First，thesystemflamechartispresented，thentheimplementofthehardwarefunctioncircuitisdescribed

3、indetail．Finally，thesoftwareprogramingideaisdepictedwhichisfoundedonthecontrolmethod．Keywords：ARM；BLDC；speedcontrolsystem无刷直流电机的应用已从最初的航空、军事设要由电源电路、控制电路、驱动电路、位置检测电施领域扩展到了办公自动化、家用电器、工业过程路以及检测保护电路等组成。控制、精密机床和汽车电子等工业和民用领域。有2模块电路设计专家认为无刷直流电机将作为信息时代的主要执行部件在各行各业得到最

4、广泛的应用。尤其近年来国根据图1中的系统组成框图，下面以模块电路内电动车的普及，同时随着环保、节能的社会号召，的形式逐一介绍各个电路的功能及其实现。电动汽车也应运而生，还有大部分家用电器，无不2．1电源电路预示着无刷直流电机应用的飞速发展。电源模块的输入为220VAC、50Hz，提供6路传统的电机调速系统往往以普通的8位微控制输出：+15V—IS0、+5V-ISO、+15V、一15V、+5V、器或性能强大的DSP作为控制核心，前者需要附加+3．3V，其中前两路与其他各路隔离。开关芯片采用多种接口，实时性差，指令功

5、能不强，运算速度慢，PI公司生产的TOP260EN，此芯片在开放式模式下，应用很受限制；而后者的价格较高，开发门槛高，其输出功率可达275W，能满足设计要求。可选择性差，只适合做一些中高端的应用。电源电路的设计关键点在于接地的处理，要特别注基于ARM核的微控制器的出现较好地解决了意以下几种地：驱动电源地、控制电源数字地、控制电以上问题，ARM处理器资源丰富，具有良好的通用源模拟地、电机三相电源地、设备外壳地、供电电源中性，其主要特点是高性能、低功耗、低成本。因此，性线等。正确合理的处理以上地电位对系统的正常运本文

6、基于ARM处理器LM3S2739，以当前应用广泛行、人身安全起决定性作用。除此之外，电路板宜采用的无刷直流电机为研究对象，应用闭环调速策略，多层板设计，高频信号加屏蔽，关键信号加滤波，成品设计了一个全数字闭环调速系统。加屏蔽外壳，以此来达到整机的电磁兼容性要求。2．2控制电路1系统组成及工作原理控制电路是指调速系统中的弱电部分，主要包括：系统硬件组成如图1所示。由图可知，系统主主控芯片、存储器接口、通信接口、LED显示等电路。2012年第9期电技l65，研究与开发图1系统硬件组成框图主控芯片采用美国流明诺瑞(Lu

7、minary)公司基一体的IGBT模块，隔离电压达到2500~。带有温于Cortex—M3内核的32位ARM芯片LM3S2739作度传感器，可方便实现过热检测。为了实现弱电信为控制核心芯片，该系列芯片是专为电机控制应用号控制强电信号，达到强弱电隔离，尽可能地保护设计，丰富的外设使得外围电路实现起来非常简单，电路。微控制器输出的PWM信号需经过光隔驱动同时能有效缩小电路板体积。后，再控制IPM。光电隔离器件采用HCPL4504。为了保存用户参数，防止掉电丢失，本系统中设2．4位置检测电路计了2K非易失存储空间，存储

8、芯片采用24C02，利本系统所选电机为无刷直流电机，配有霍尔位用LM3S2739的I2C功能模块，实现起来非常方便。置传感器和编码器。霍尔位置传感器是集电极开路本系统设计了两种通讯接口：RS232串行接口输出，因此在和微控制器接口时需要上拉电阻。编和CAN总线接口。RS232接口一般用来实现上位机码器是双极差分信号输出，需要增加接收器26C32调试参数，接口芯片采用SP3