DSP在無刷直流電機控制中的應用簡介

從理論上來看，直流無刷電動機的速度和轉矩控制主要依據如下的轉矩和反電動勢工程計算方程

其中，N為直流無刷電動機定子每相線圈數， 為轉子的長度，r為轉子的內徑，B為轉子的磁通密度， 為電動機的角速度，i為相電流，L為相感抗， 為轉子的位置，R為相阻抗。

從方程可以看到，反電動勢與電動機的轉速成比例，而轉矩與相電流也幾乎勢成比例的。根據這些特點，在方案中采用了圖3所示的控制策略。給定轉速與速度反饋形成偏差，經速度調節(jié)后產生電流參考量，它與電流反饋量的偏差經電流調節(jié)后形成PWM占空比的控制量，實現電動機的速度控制。電流的反饋是通過檢測電阻上的壓降來實現的。速度反饋是通過霍爾傳感器輸出的位置量，經過計算得到的。位置傳感器輸出的位置量還用于控制換相。

圖3 三相無刷直流電動機的速度和電流控制

4 軟件控制

系統(tǒng)采用PWM控制算法，電機輸入直流電流且每一時刻只有兩個功率管導通，從2407來的PWM控制信號直接連至驅動器，驅動器的輸出再連至功率MOSFET管的控制極。2407的CPU時鐘頻率是20MHz，PWM頻率是20kHz。