聚沃科技电机驱动板简介

应用介绍

电机驱动板展示

聚沃科技电机驱动板具有以下特点：

• FOC矢量控制；

• 七段式SVPWM调制方式；

• 三电阻阻电流采样方式；

• 霍尔传感器调速；

• 非线性磁链观测器调速；

• 霍尔相序检测；

• 摇杆实现电机转速调节；

• 源代码开源便于学习及开发；

• 硬件可搭载聚沃开发板使用，目前可支持GD32F303红枫派开发板（后续会不断适配不同平台，切换平台不用更换电机板，可实现多平台的学习及应用评估）。

硬件资源简介

软件资源简介

主程序流程如上图所示，电机上电后，首先配置电机驱动相关GPIO，TIMER0配置输出三对互补PWM波。

接着检测三相电流偏置，该步操作获取了三相电流的偏置电压，后续进行双闭环控制时，应减去该偏置得到真实电流，进行控制，当完成三相电流偏置采样后，接着配置3个ADC进行三相电流采样；

接着，获取写在FLASH里面的电机HALL相序，后续可根据电机HALL相序在HALL模式下控制电机转动。

代码进入到while（1），此时不断循环查询按键状态，当检测到模式按键时，会切换对应的控制模式，分别为霍尔模式，霍尔检测模式、磁链观测器模式，在不同模式下启动电机，电机会在该模式下运行。

霍尔检测模式：电机处在IF开环控制状态，同时电机d轴给定较大的电流，给定固定累加的电机开环角度，拖动电机转动，电机转动过程中，当检测到电机霍尔状态变化时，记录对应的HALL相序，在完成6个相序检测后，将对应的相序值写入到FLASH中。霍尔检测模式无需多次运行，在更换电机后，运行一次检测相序即可。

霍尔模式：电机运行在霍尔模式，在电机启动时，电机根据当前霍尔状态，读取对应的霍尔相序对应的角度值，控制电机转动，当电机转动起来后，会根据两个变化的霍尔相序之间的时间间隔计算电机转速，并根据电机转速，完成霍尔角度插补，实现角度平滑控制。

FOC控制原理

转速参考nref与转子转速n作差，输入到速度环PID，速度环的输出iqref作为q轴电流环给定，在不进行弱磁控制时，d轴电流环给定idref为0，dq轴电流参考idref、iqref与反馈电流id、iq作差经过PID调节后输出Vd、Vq，再经过反Park变换、SVPWM得到三相电压Va、Vb、Vc，驱动电机转动。在控制中，采集三相电流ia、ib、ic,经过Clark变换、Park变换得到反馈电流id、iq，参与电流环控制。

其中使用中各个变换过程的作用分别为：

• Clarke变换：作用于定子电流，将基于（A-B-C）三相静止坐标系的定子电流变换到（α-β）两相静止坐标系中；

• Park变换：作用于定子电流，将（α-β）两相静止坐标系下的电流量变换到（d-q）两相旋转坐标系中；

• Park逆变换：作用于定子电流，将反电势从旋转坐标系（d-q）变换到（α-β）静止坐标系中。

电流采样采用三电阻采样方式，串联在三相下桥臂的三相电阻分别对三相电流进行采样，采样结果分别为ia、ib、ic。采样电阻得到的是电压值，需要结合采样电阻值以及对应的放大倍数对真实电流进行还原，同时在得到的结果基础上需要减去对应的偏置电压。

电机参数

本开发板驱动BLDC(PMSM)电机相关参数如下表所示。