三相无刷直流电机驱动设计
说明
- 所有的硬件和代码已经开源，请移步代码开源连接
- 首先这个项目这个是自己学习的时候做的，目前已经验证霍尔有感方案，其他的还没验证。
- 如果当中存在问题，欢迎评论区一起讨论。
介绍
stm32直流电机控制
- 采用STM32F103C6T6A作为主控
- 主控与驱动分离
- 采用三相逆变桥电路
- 前级采用栅极驱动MOS，自带闭锁
- 驱动板可适配有感，无感方案
项目简介
在本项目中。采用主控与驱动分离的方式。其大致框图如下所示。
一共分为三块板子，分别为BLDC_Core板（主控板）、BLDC_Drive板（驱动板）、KEY板（按键板）。每个板子之间用SH1.0的线束进行连接，目前已经验证有感方案HALL换相无问题。其满载电机空转整个系统800mA。
六步法
实际上三相直流无刷电机可以理解为采用交流电来控制，而在驱动板当中的逆变桥就是来产生交流电的。在最常用的BLDC驱动中，比较常用且简单的就是采用六步换相来驱动电机。而这种方法可以称为6步法
六步法中的三相电机每次只有两组绕组有电流通过，产生磁场。为了让电机旋转，一般按照Q1Q2—Q2Q3—Q3Q4—Q4Q5—Q5Q6—Q6Q1的顺序依次导通功率开关管。下图是逆变器的结构。
HALL换相位法
在本设计当中，采用外部中断来获取HALL值，当电机旋转时，会触发HALL中断，在中断中读取HALL的值，根据实际的值来进行换相位，就能够驱动电机。下表是一版直流无刷电机的换相表。
根据我们的换相表，就能以此设计出六步换相的程序。以正转为例，我们便可以设计出如下程序。其中hall_state是获取到的霍尔的值。本设计中：上管调制，下管驱动。
switch (hall_state)
{
case 1:
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
UL_OFF;VL_OFF;WL_ON;//下管
break;
case 2:
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
UL_ON;VL_OFF;WL_OFF;//下管
break;
case 3:
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
UL_OFF;VL_OFF;WL_ON;//下管
break;
case 4:
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
UL_OFF;VL_ON;WL_OFF;//下管
break;
case 5:
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
UL_OFF;VL_ON;WL_OFF;//下管
break;
case 6:
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
UL_ON;VL_OFF;WL_OFF;//下管
break;
default:
Motor_Stop();//电机停转
break;
}
原理图
下方给出了本设计当中的原理图。
BLDC_Drive原理图
BLDC_Core原理图
PCB
下方给出了本设计当中的PCB。
BLDC_Drive的PCB
BLDC_Core的PCB
渲染图
下方给出了本设计当中的渲染图。
BLDC_Drive的渲染图
BLDC_Core的渲染图
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-764731.html
软件架构
在软件框架上主要采用了裸机开发，适用了分时调度，采用定时器2来产生1MS的时基标志位。通过这个标志位来完成调度，具体调度部分代码可参考User_Scheduler.c文件。在换相控制方面在HALL中断当中完成，电机驱动部分代码可参考hall.c和motor.c文件。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-764731.html
参与贡献
- 爱学习的王大可负责了硬件设计，以及程序编写。
- 幺幺零1223负责了原理图评审，与焊接调试。
- lu yoann负责Core板和Drive板的焊接。
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