前言

無刷直流 （Brushless Direct Current， BLDC）電機(jī)是一種正快速普及的電機(jī)類型，它可在家用電器、汽車、航空航天、消費(fèi)品、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和儀器等行業(yè)中使用。正如名稱指出的那樣，BLDC 電機(jī)不用電刷來換向，而是使用電子換向。BLDC 電機(jī)和有刷直流電機(jī)以及感應(yīng)電機(jī)相比，有許多優(yōu)點(diǎn)。其中包括：

? 更好的轉(zhuǎn)速－轉(zhuǎn)矩特性

? 快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)

? 高效率

? 使用壽命長

? 運(yùn)轉(zhuǎn)無噪音

? 較高的轉(zhuǎn)速范圍此外，

由于輸出轉(zhuǎn)矩與電機(jī)體積之比更高，使之在需要著重考慮空間與重量因素的應(yīng)用中，大有用武之地。

無刷電機(jī)

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上一節(jié)成功實(shí)現(xiàn)了BLDC電機(jī)的6步轉(zhuǎn)動(dòng)控制，成功實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)功能，但電機(jī)的速度還不可控制，本節(jié)將用NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH快速為大家實(shí)現(xiàn)BLDC的開環(huán)速度控制！

本節(jié)所用電機(jī)為2836無刷電機(jī),電機(jī)有兩組線（hall傳感器線和電機(jī)三相線）,工作電壓24V，最大轉(zhuǎn)速12000rpm：

示例詳解

本節(jié)直接使用到ST的NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH 開發(fā)板進(jìn)行演示

NUCLEO-F103RB對應(yīng)的大致原理接線圖：

X-NUCLEO-IHM07M1 3SH部分原理圖：

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準(zhǔn)備操作

X-NUCLEO-IHM07M1 3SH是專門用于PMSM（永磁同步）或BLDC（直流無刷 ）的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，其電機(jī)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)芯片型號為L6230（詳細(xì)數(shù)據(jù)手冊可在st官網(wǎng)下載）,本節(jié)主要目的是給大家演示BLDC 6步方波控制原理，僅需讓BLDC電機(jī)實(shí)現(xiàn)簡單正反轉(zhuǎn)動(dòng)即可，僅需用到IN1,IN2, IN3和OUT1,OUT2，OUT3以及HALL傳感器信號接口H1,H2,H3。

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需要用到的信號	對應(yīng)MCU引腳
EN1	PC10
IN1	PA8
EN2	PC11
IN2	PA9
EN3	PC12
IN3	PA10
H1	PA15
H2	PB3
H3	PB10

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為了更加簡單地介紹清楚BLDC 6 步方波控制的具體實(shí)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制，本節(jié)直接使用STM32的TIM1產(chǎn)生三路PWM波對應(yīng)信號IN1、IN2、IN3，通過調(diào)節(jié)PWM波占空比實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制；將EN1、EN2、EN3配置成普通輸出IO口輸出模式，H1,H2,H3配置成TIM2的hall傳感器模式，并開啟T1的捕獲中斷，中斷觸發(fā)模式為雙邊觸發(fā)模式，在中斷服務(wù)程序中實(shí)理更加快帶的電機(jī)換相（6步換步）操作。

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在STM32CubeMX中，有專門的NUCLEO-F103RB工程模板，新建一個(gè)Cube工程，芯片型號為st32f103rb：

生成一個(gè)簡單的工程模板實(shí)現(xiàn)了RCC,SYS，USART2接口的配置，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了LD2（LED）引腳的配置。接下來手動(dòng)配置各功能模塊，首先是TIM1,配置成三路PWM 模式1輸出，PWM載波頻率是20Khz = 72M/(2+1)/(1199+1),各通道初始PWM波是500：

接下來是TIM2配置，開啟三路輸入捕獲功能，使能XOR功能，開啟定時(shí)器中斷：

上圖中所述想要直接利用TIM2的HALL傳感器功能，僅在CUBE中配置是不點(diǎn)問題的，原因如下，在配置輸入捕獲通道時(shí)，很多模式不可選：

而要直正實(shí)現(xiàn)STM32的定時(shí)器HALL傳感器接口功能，除了要開啟XOR功能外（在CUBE可直接勾選）：

還需要用到TI1F_ED(直接的雙邊沿檢測)信號，TRC信號..并最終產(chǎn)生CC1I中斷，完整的信號流圖如下圖：

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故還需要開啟中斷，并最終要在自動(dòng)生成的TIM.C中進(jìn)行適當(dāng)修改（后面源碼上有介紹）：

最后是PC10,PC11,PC12普通IO功能配置，GPIO_OUTPUT模式，默認(rèn)輸出為低：

生成工程：

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打開工程， 加入事先準(zhǔn)備好的BLDC.C（在src文件夾）和BLDC.H（在INC文件夾）文件：

同時(shí)在tim.c及stm32f1xx_it.c中加入如下代碼：

最后在main.c中加入如下代碼：

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設(shè)置工程下載后自動(dòng)運(yùn)行：

編譯代碼，下載程序運(yùn)行可直以看到電機(jī)成功轉(zhuǎn)動(dòng)起來，用是按程序設(shè)定的不通pwmref值（通過BldcUpdataPwm接口設(shè)置），電機(jī)速度不同，如果有示波器可以看到三相線上的輸出電壓波形圖如下：

Pwmref = 500電機(jī)三相波形圖

Pwmref = 100 電機(jī)三相波形圖

OK,本期實(shí)驗(yàn)完成！本節(jié)通過stm32的TIM1產(chǎn)生PWM來控制Bldc電機(jī)的平均工作電壓，實(shí)現(xiàn)了對BLDC電機(jī)的開環(huán)速度控制，通過TIM2配置了hall 功能接口實(shí)現(xiàn)了對bldc電機(jī)hall位置的獲取，在TIM2中斷服務(wù)函數(shù)中完成對bldc電機(jī)的換相操作。下一節(jié)將介紹實(shí)現(xiàn)bldc電機(jī)的閉環(huán)電流控制。最后如果大家有什么疑問或是有想了解的其它內(nèi)容，也歡迎大家留言！！最后喜歡這個(gè)公眾號的同學(xué)們記得加關(guān)注了，每天都會(huì)有技術(shù)干貨推出！！

文中源碼及資料下載，微信關(guān)注十三公眾號“張十三的博客”，在公眾號里給十三發(fā)送 “下載|STM32 電機(jī)教程 11”?

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STM32 电机教程 11 - BLDC 6 步方波开环速度控制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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