前言

????? 無(wú)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(lái)?yè)Q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(zhǎng)

? 運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)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(wú)刷電機(jī) ???

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前面的課程內(nèi)容我們講了無(wú)刷電機(jī)有感方式控制，有6步方波控制，FOC控制等，但這些控制也得到電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，即需要額外的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)傳感器，前面的課程我們也學(xué)習(xí)過(guò)步進(jìn)電機(jī)的基本控制方法，那么三相無(wú)刷電機(jī)BLDC/PMSM能否也像步進(jìn)電機(jī)一樣控制它運(yùn)轉(zhuǎn)呢，其實(shí)也是可以的（不過(guò)電機(jī)的控制效率不高），上一講我們實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)控制思想下的BLDC無(wú)感6步方波控制，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，但電機(jī)效率底，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，本節(jié)再給大家演示無(wú)感無(wú)刷電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制思想下的 正弦脈寬調(diào)制(SPWM)波控制效果。

先解釋一下正弦脈寬調(diào)制(SPWM)，疊加在MOS管的直流電壓可以通過(guò)PWM開(kāi)關(guān)控制來(lái)等效成正弦電壓，由于中性點(diǎn)為0，因此電機(jī)的相電壓也為正弦，從而使得電機(jī)相線電流也成正弦變化規(guī)則，消除了轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。根據(jù)面積等效原理，正弦波還可以等效成PWM波。下圖所示，通過(guò)這種方式我們不停的調(diào)整PWM的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)正弦電壓效應(yīng)。

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正弦波與PWM波的等效圖

本節(jié)SPNUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH快速為演示一下BLDC電機(jī)的無(wú)感控制（步進(jìn)電機(jī)方式，SPWM波）！

本節(jié)所用電機(jī)為2836無(wú)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)用到ST官方推出的NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH 開(kāi)發(fā)板。

NUCLEO-F103RB對(duì)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是一款專門用于PMSM（永磁同步）或BLDC（直流無(wú)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(hào)為L(zhǎng)6230（詳細(xì)數(shù)據(jù)手冊(cè)可在st官網(wǎng)下載）,本節(jié)主要目的是給大家演示無(wú)位置傳感器時(shí)的BLDC 6步方波控制（步進(jìn)式），僅需讓BLDC電機(jī)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)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(hào)接口H1,H2,H3。

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需要用到的信號(hào)	對(duì)應(yīng)MCU引腳
EN1	PC10
IN1	PA8
EN2	PC11
IN2	PA9
EN3	PC12
IN3	PA10
H1（本節(jié)不用）	PA15
H2（本節(jié)不用）	PB3
H3（本節(jié)不用）	PB10

為了更加簡(jiǎn)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(duì)應(yīng)信號(hào)IN1、IN2、IN3，通過(guò)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，（接下來(lái)紅色內(nèi)容本節(jié)用不上，可不管）H1,H2,H3配置成TIM2的hall傳感器模式，并開(kāi)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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本節(jié)工程直接在《STM32 電機(jī)教程 11 - BLDC 6 步方波開(kāi)環(huán)速度控制》一節(jié)工程基礎(chǔ)上修改即可，直接修改源代碼：

給工程加入本節(jié)需用到的fastSin.c、delay.c（(放于Src文件夾中)）及cfastSin.h、delay.h、User.h(放于inc文件夾中):

在BLDC.C中修改GetBldcHall函數(shù)：

在BLDC.C中修改BldcStart函數(shù)：

最后修改main.c：

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設(shè)置工程下載后自動(dòng)運(yùn)行：

編譯程序無(wú)誤后，下載運(yùn)行程序，可以看到電機(jī)可以成功運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，要控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，只需控制虛擬HALL狀態(tài)的產(chǎn)生順序，即修改main函數(shù)中主循環(huán)中下圖所示代碼 ：

控制電機(jī)轉(zhuǎn)速只需修改虛擬角度產(chǎn)生的時(shí)間間隔：

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OK,本期實(shí)驗(yàn)完成！可以看出本節(jié)使用SPWM波驅(qū)動(dòng)后電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)效果要比上一節(jié)的6步方控制控制方式更好平穩(wěn)，噪音也更小，同時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)也變小了 ，不過(guò)和上一節(jié)一樣，本節(jié)的電機(jī)運(yùn)行效率也不高，電流同樣大，同時(shí)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)有時(shí)會(huì)抖一下，接下來(lái)的章節(jié)我們將一一解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)直正的無(wú)感無(wú)刷電機(jī)控制。最后喜歡這個(gè)公眾號(hào)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！！

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文中源碼及資料下載，關(guān)注十三公眾號(hào):

在公眾號(hào)里給十三發(fā)送 “下載|STM32 電機(jī)教程 30” ：

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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 30 - 无刷无感入门2的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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