1、应用报告ZHCA558July 2013使使用用霍霍尔尔效效应应传传感感器器的的无无刷刷直直流流(BLDC)电电机机梯梯形形控控制制Bilal Akin and Manish Bhardwaj摘摘要要这份应用报告提出了使用TMS320F2803x微控制器控制无刷直流电机的解决方案。TMS320F280x器件是C2000系列微控制器的部件，它通过减少系统组件实现用于三相电机的智能控制器的成本有效设计，并且提高了效率。使用这些器件，有可能实现更加精确的控制算法。下面给出了一个完整的解决方案：可在本文档中找到控制结构、电源硬件拓扑、控制硬件和对能量转换效率的评价。这份应用报告涵盖了以下内容：磁场定向
2、电机控制原理的理论背景基于模块化软件块的递增构建级试验结果内内容容1简介. 22 BLDC电机. 33 BLDC电机控制 44系统拓扑 55 32位C2000控制器针对数字电机控制(DMC)的优势. 86 TI文献和数字电机控制(DMC)库. 87硬件配置（HVDMC R1.1套件） 138递增系统构建用于传感BLDC项目 169参考书目 33图图片片列列表表1具有一个永磁对极转子的三相同步电机. 32针对一个BLDC电机的速度和电流控制环路配置. 43两相打开运行和转矩纹波内的电气波形. 54正弦波电机内的转矩纹波被控制为一个BLDC. 55三相反相器. 66依据PWM占空比的分流电阻器压降
3、（软斩波） 77一个3相BLDC驱动实现 108 BLDC电机霍尔传感器控制的总体方框图 119软件流. 1210使用交流电源生成直流总线电源. 1411使用外部直流电源为反相器生成直流总线 1512 PWM输出：PWM 1（黄色），PWM 2（粉色）和PWM 5（绿色），PWM 6（蓝色） 1813 1级-递增系统构建方框图. 1914霍尔效应传感器的输出，霍尔A，B和C. 2115 PWMDAC输出BemfA，BemfB和BemfC (Vdcbus = 160V). 2116 (a) mod6计数器(b)脉冲输出，dlog.prescalar = 3. 22C2000, Code Comp
4、oser Studio are trademarks of Texas Instruments.All other trademarks are the property of their respective owners.1ZHCA558July 2013使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments Incorporated简介17 (a) mod6计数器，(b) BemfA, (c) BemfB和(d)BemfC (dlog.prescalar = 25而Vdcbus = 160V) 2218 2级-递增
5、系统构建方框图. 2319 (a) mod6计数器，(b) HallGpioAccepted (dlog.prescalar = 25而Vdcbus = 160V) 2520 (a) mod6计数器，(b) HallGpioAccepted, (c) mod1.trigInput (Vdcbus = 160V). 2521 3级-递增系统构建方框图. 2622 (a) mod6计数器，(b) HallGpioAccepted, (c)速度，（在0.5 pu负载下，Vdcbus = 160V）. 2823 4级-递增系统构建方框图. 2924 (a) mod6计数器，(b)BemfA, (c)
6、BemfB (c)BemfC（无负载，速度0.5pu时，Vdcbus = 160V）. 3025 (a) mod6计数器，(b)BemfA, (c) BemfB (c)BemfC（0.5pu负载下，速度0.3pu，Vdcbus = 160V）. 3126 5级-递增系统构建方框图. 32图图表表列列表表1 BLDC和PMSM电机间的比较 32观察窗口变量. 163每个递增系统构建中的测试模块. 161简简介介经济吃紧和政府制定的新标准对电气系统提出了越来越严格的要求。新一代设备必须具有更高的性能参数，诸如更加的效率和减少的电磁干扰。必须具有较高的系统灵活性以使市场改进更加方便，并且减少开发时间
7、。所有这些改进必须与减少系统成本同时实现。无刷电机技术使实现这些技术规范变为可能。这样的电机将高可靠性与高效率组合在一起，并且相对于有刷电机，无刷电机的成本更低。本文档对无刷直流(BLDC)电机的使用进行了说明。虽然可将无刷特点应用于几种类型的电机（交流同步电机、步进电机、开关磁阻电机和交流感应电机），BLDC电机在传统上被定义为一个具有梯形反电动势波形形状的永磁同步电机。具有梯形反电动势和（120电角宽度）矩形定子电流的永磁同步机器被广泛使用，这是因为它们首先提供了以下优势，假定电机具有纯粹梯形反电势并且定子相位换相过程准确，此电机产生的机械转矩是恒定的。其次，无刷直流驱动器显示出极高的机械
8、功率密度。这份应用报告涵盖了280x控制器和从BLDC电机驱动中获得高性能的某些系统注意事项。2使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制ZHCA558July 2013SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedNSAC BAB C BLDC电机2 BLDC电电机机BLDC电机是一个在转子（移动部分）上具有永磁体，而在定子上（固定部分）上具有绕组的交流同步电机。永磁体生成转子磁通，而通电的定子绕组产生磁极。转子（与一个条状磁体等效）被通电定子相位吸引。通过使用适当的序列来为定子相位供电，在定子上创建并保持了一个旋转磁场。转子
9、的这个跟随定子上磁极的操作，是同步永磁电机内使用的基本操作。必须控制转子和旋转磁场间的导程以产生转矩，而且这个同步表示对转子位置的了解。图图1.具具有有一一个个永永磁磁对对极极转转子子的的三三相相同同步步电电机机在定子端，三相电机是最常见的。这些电机在精确控制和控制定子电流所需的电力电子器件的数量之间提供一个良好的折衷。对于转子，大量的磁极通常针对同一电平的电流生成更大的转矩。另一方面，通过添加更多的磁体，会达到一个点，由于磁体之间所需的空间，在这个点上，转矩不再增加。制造成本也会随着磁极的数量的增加而增加。因此，磁极的数量是成本、转矩和体积之间的一个折衷因素。可使用很多方法对永磁同步电机进行
10、分类，但是应关注其中的两个依赖于反电势系统配置的分类方法：无刷直流(BLDC)电机和永磁同步电机(PMSM)。这个术语定义了同步电机反电势的形状。BLDC和PMSM电机在转子上都具有永磁体，但是它们的磁通分布和反电势系统配置是不同的。为了获得同步电机的最佳性能，识别电机的类型十分重要，以按照下面部分描述的那样采用最合适的控制类型表表1. BLDC和和PMSM电电机机间间的的比比较较BLDC和和PMSM电电机机间间的的比比较较BLDC PMSM同步机器同步机器直流供电正弦电流供电梯形反电势正弦反电势定子磁通位置每60换相持续定子磁通位置变化同一时间只有两个相位打开(ON)有可能在同一时间打开三个
11、相位换相时的转矩纹波换相时无转矩纹波可闻范围内的低阶电流谐波由正弦激发造成的更少谐波由谐波含量造成的更高内核损耗更低的内核损耗更少的开关损耗同一开关频率上的更高开关损耗控制算法相对简单控制算法是数学密集型两个电机类型都是同步机器。它们之间的唯一区别是感应电压的形状不同，造成这一差异的原因是两个不同的定子线圈的接线方式。反电势在BLDC电机中是梯形的，而在PMSM电机情况下为正弦曲线。 BLDC机器应该由正弦电流驱动，而PMSM由直流驱动，但是为了获得更佳的性能，PMSM电机应该由正弦电流激励，BLDC机器应该由直流激励。很难用模拟技术实现几个电流传感器和正弦相位电流所要求的正弦电机的圆柱形结构
12、（硬件和软件）。因此，出于成本和简单性的考虑，很多电机（类似于梯形的正弦曲线）由直流驱动（低分辨率位置传感3ZHCA558July 2013使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments Incorporated(a)(b)(c)Speed SpeedComputationZero CrossingDetection and DelayPhase VoltageMeasurement3 PhaseInverterSynchronization/PWM ControlPIControllerSpeedReferen
13、ce + 3 PhaseBLDCMotorSpeed SpeedComputationZero CrossingDetection and DelayPhase VoltageMeasurement3 PhaseInverterSynchronization/PWM ControlPIDCoptrollerPIControllerSpeedReference + I refI phase3 PhaseBLDCMotorZero CrossingDetection and DelayPhase VoltageMeasurement3 PhaseInverterSynchronization/PW
14、M ControlPIDControllerI ref+ 3 PhaseBLDCMotor1 1 42 22 2dL dR NT i B Brl id d c112c113 c113 c112c230 c246 c230 c246 c230 c246c61 c45 c43c231 c247 c231 c247 c231 c247c232 c248 c232 c248 c232 c2482E NlrBwc61BLDC电机控制器和单个低成本电流传感器），从而在效率和动态运行方式之间达到平衡。 C2000数字信号处理器(DSP)控制器处理的数字技术使得为每个电机类型选择适当的控制技术成为可能：处理能
15、力被用来从机器获得最佳性能，并且减少系统成本。可能的选项是使用无传感器技术来减少传感器成本，或者甚至免除对它们的需要，并且复杂算法可有助于简化机械驱动链设计，从而降低了系统成本。3 BLDC电电机机控控制制BLDC电机的有效转矩和速度控制的关键是基于相对简单地转矩和反电势等式，这与直流电机的那些等式相类似。反电势振幅可表示为：而转矩项为：在这里，N是每相位绕组匝数的数量，I是转子的长度，r是转子的内部半径，B是转子磁体磁通密度，w是电机的角速率，i是相位电流，L是相位电感，是转子位置，R是相位电阻。转矩表达式中的头两项是寄生磁阻转矩分量。第三项产生互转矩，这是在BLDC电机情况下使用的转矩产出
16、机制。总之，反电势与电机速度直接成比例，而转矩产量大体上与相位电流直接成正比。这些因素导致图2中显示的BLDC电机速度控制系统配置。图图2.针针对对一一个个BLDC电电机机的的速速度度和和电电流流控控制制环环路路配配置置4使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制ZHCA558July 2013SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments Incorporatedc113Torquec113c113c113c113IcEcIEbIaEaPhase CPhase BPhase AT系统拓扑BLDC电机的特点是两相位打开运行以控制反相器。在这个控制系统配置
17、中，转矩产量遵循的原则是每次电流应该只流入三相中的两个，并且在反电势过零区域中不应该产生转矩。图3描述了两相位打开运行中BLDC电机内的电气波形。这个控制结构具有几个优势：一次只需要控制一个电流只需要一个电流传感器（或者如下一个部分详述的那样，只针对速度环路的话，无需电流传感器）电流传感器的定位可将低成本传感器用作一个分路BLDC电机的原理始终是为相位对加电，这可产生最高的转矩。为了优化这个效果，反电势形状为梯形。理论上，直流与梯形反电势的组合使得有可能产生一个恒定转矩。实际上，不应在一个电机相位中即时建立电流；因此，转矩纹波出现在每次60相位换相时。图图3.两两相相打打开开运运行行和和转转矩
18、矩纹纹波波内内的的电电气气波波形形如果使用的电机具有一个正弦反电势形状，可采用这个控制，但是产生的转矩为：非恒定但是由一个正弦波的部分组成。这是由于它是一个梯形电流控制策略和一个正弦波反电势的组合。请牢记，由正弦波策略（三相打开）控制的正弦波反电势波形电机产生恒定转矩。产生的转矩值变弱。图图4.正正弦弦波波电电机机内内的的转转矩矩纹纹波波被被控控制制为为一一个个BLDC4系系统统拓拓扑扑4.1三三相相反反相相器器BLDC电机控制由电机相位中生成的直流组成。这个控制被细分为两个独立操作：定子和转子磁通同步，以及电流值的控制。两个操作都通过图5中图示的三相反相器实现。5ZHCA558July 20
19、13使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedM1ADCShuntResistorFullCompareUnitCAPTorGPIOMotorM2M3M4M5M6系统拓扑图图5.三三相相反反相相器器磁通同步来自传感器，或无传感器技术提供的位置信息。根据位置，控制器确定必须驱动的晶体管（Q1至Q6）中的适当成对晶体管。可通过两种不同模式中的任何一个来将电流调节至固定60基准。脉宽调制(PWM)模式：在一个固定频率上，电源电压由一个取决于电流误差的占空比斩波。因此，可以控制电流和电流的变
20、化速率。两相电源持续时间受到两相换相角的限制。PWM策略的主要优势是斩波频率是一个固定参数；因此，可闻和电磁噪声的滤除相对简单。有两种处理驱动电流开关的方式：硬斩波和软斩波。在硬斩波技术中，相位晶体管由同一脉冲信号驱动：两个晶体管同时打开和关闭。这样，由于电力电子电路板只处理三个脉冲信号，它的设计更加简单，而且更加便宜。硬斩波操作的一个缺点是，相对于软斩波方法，它大大增加了电流纹波。软斩波方法不但实现了对电流和电流变化速率的控制，而且也大大减少了电流纹波。在这个软斩波模式中，低侧晶体管在相位电源期间保持打开，高侧晶体管按照脉冲信号切换。在这个情况下，电力电子电路板必须处理6个PWM信号。滞后模
21、式：在滞后类型电流稳压器中，功率晶体管根据电流与基准电流的关系（大于或小于）关闭和打开。误差被直接用来控制功率晶体管的状态。滞后控制器被用来将相位电流限制在预先设定的滞带内。由于电源电压是固定的，结果是开关频率随着电流误差的变化而变化。因此，电流斩波操作并不是一个固定斩波频率PWM技术。这个方法更加常见于电机速度和负载变化不大的驱动中，所以开关频率的变化很小。此外，硬斩波和软斩波系统配置都是可能的。由于耐受范围的宽度是一个设计参数，这个模式使得电流控制可以达到要求的精度，但是由于不断变化的开关频率，很难滤除可闻和电磁噪声。4.2电电机机轴轴位位置置传传感感器器此位置信息被用来为功率转换器生成精
22、确的激发指令，从而确保了驱动稳定性和快速的动态响应。在伺服器应用中，位置反馈也被用于位置反馈环路中。速率反馈可得自位置数据，从而使得速度控制环路无需单独的速率传感器。使用的三个常见位置传感器类型为：递增传感器、三个霍尔效应传感器和旋转变压器。递增传感器使用光学编码盘，此编码盘具有单圈或正交分辨率，以产生一系列的转矩波脉冲。通过计算从已知基准位置的脉冲数量来确定位置。正交编码器对方向敏感，并且在电机轴开始旋转时，不会因为任何抖动而产生错误数据。F280x的正交编码器脉冲部件初拉力编码器的输出线路并且提供1倍，2倍或4倍的编码器分辨率。可以通过计算一个固定时间周期内的脉冲数量来获得速度信息。三个霍
23、尔效应传感器提供三个重叠的信号，给出了60宽的位置范围。这三个信号可被接线至F280x输入捕捉/通用输入输出(GPIO)引脚，因此，可通过测量两个输入捕捉间的时间间隔来获得速度信息。在6使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制ZHCA558July 2013SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedPWMSignalsM1M2M1M2M2M2I系统拓扑每次输入捕捉时，时间间隔被280x自动存储在一个特定的寄存器内。根据速度信息，可获得明显激发指令所需的精准数字位置信息。此旋转变压器由三个绕组组成（与电机的绕组不同）：一个绕
24、组被接至转子并由正弦电源供电，另外两个正交线圈被连接至定子。反电势由两个定子旋转变压器绕组的每一个绕组内的旋转线圈感应产生。通过将这两个信号解码，有可能得到cos(q)和sin(q)，在这里，q是转子位置。旋转变压器分辨率只取决于模数转换。4.3电电流流感感测测BLDC控制的一个特点是电机内每次只有一个电流（两相位打开）。因此，无需将一个电流传感器放置在电机的每一个相位中；一个放置在线路反相器输入中的传感器使得每个相位的电流控制成为可能。而且，在接地线路上使用这个传感器，就不需要系统绝缘，并且可以使用一个低成本电阻器。它的值被设定，这样，它在达到电源电路板所允许的最大电流时激活集成过流保护。每
25、个电流测量导致一个在PWM周期的开始载入的全新PWM占空比。请注意，关闭期间，不论反相器是在硬斩波中驱动还是在软斩波模式中驱动，分流电阻器不感测这个电流。图6图示了软斩波模式中的分路电流，并且显示，在关闭操作中，逐渐减少的电流流经M2续流二极管以及保持关闭的M4（所以关闭期间，在这个斩波模式下，在分路中没有可以观察到的电流9）。这表示，有必要在PWM占空比的中间启动一个电流转换。图图6.依依据据PWM占占空空比比的的分分流流电电阻阻器器压压降降（软软斩斩波波）在硬斩波模式下，关闭期间，M1或M4都不驱动电流，因此，逐渐减少的相位电流从接地经由M2和M3续流二极管流经分流电阻器，通过电容器返回接
26、地。在这个斩波模式中，由于出现负分路电压压降，分路上的相位电流有可能成指数下降。假定电源电路板和控制电路板都不支持负电压，有必要在打开的中间感测此电流。4.4位位置置和和速速度度感感测测这个应用中的电机装备有三个霍尔效应传感器。这些传感器由电力电子电路板供电。此传感器的输出被直接接线至GPIO引脚。这些霍尔效应传感器给出三个180重叠信号，从而提供六个强制换相点：当检测到传感器输出的上升和下降边沿时，生成相应的标志。此系统首先确定已经检测到哪个边沿，然后计算最后一个检测到的边沿已经过去的时间，并且将提供的相位换相。速度反馈得自位置传感器输出信号。如之前段落中提到的那样，每个机械旋转内有六个换相
27、信号。换句话说，两个换相信号之间有60度的机械角。速度可表示为：7ZHCA558July 2013使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedTc113c68c6832位C2000控制器针对数字电机控制(DMC)的优势在这里，是机械角，可通过计算两次捕捉间的时间间隔来获得速度值。在两个换相信号之间，角度变化是恒定的，这是因为相对于电机，霍尔效应传感器是固定的，所以速度感测被精简为一次简单除法。5 32位位C2000控控制制器器针针对对数数字字电电机机控控制制(DMC)的的优优势势C20
28、00系列器件具有执行复杂控制算法所需的计算能力，以及与DMC硬件的不同组件对接的正确混合外设，诸如模数转换器(ADC)，增强型脉宽调制器(ePWM)，正交编码器脉冲(QEP)，增强型捕捉(ECAP)等。这些外设具有符合安全标准的用于执行系统所必须的全部钩子程序，像针对PWM和比较器的触发区。与这些外设一起，C2000软件（库和应用软件）和硬件（应用套件）系统有助于减少开发数字电机控制解决方案所需的时间和精力。DMC库提供可被重新使用来执行全新的控制策略的可配置块。IQMath库可实现浮点算法到定点的轻松迁移，从而加速了开发周期。因此，借助于C2000系列器件，可以轻松且快速的执行针对电机控制的
29、复杂控制算法（传感和无传感器）。C2000器件和高级控制系统配置的使用提供了以下系统改进：通过全部速度范围内的有效控制支持系统成本减少，前提是电源器件电路的尺寸正确通过使用先进的控制算法，有可能减少转矩纹波，从而导致更低的抖动和更长的电机使用寿命先进的控制算法减少由反相器生成的谐波，因此减少了滤波器成本。无传感器算法的使用免除了对于速度或位置传感器的需要。减少查询表的数量，这减少了所需存储器的数量。平滑接近最优基准配置文件和移动轨迹的实时生成导致更佳的性能使用ePWM外设来控制电源开关反相器有可能生成高分辨率PWM提供单芯片控制系统对于高级控制，C2000控制器也可执行：使用诸如神经网络和模糊
30、逻辑的现代智能方法来实现多变量和复杂系统的控制。执行自适应控制。C2000控制器具有速度功能来同时监视系统并对其进行控制。一个动态控制算法在实时中自适应至系统运行方式的变化。针对无传感器控制算法、自我启动、在线参数估算更新执行参数识别。执行高级转矩纹波和可闻噪声减少提供具有频谱分析的诊断监控。通过观察机械抖动的频率频谱，可在早期阶段预测故障模式。产生锐截止陷波滤波来消除窄带机械谐振。陷波滤波移除了电能，否则，这些电能将激发谐振模式并有可能使得系统不稳定。6 TI文文献献和和数数字字电电机机控控制制(DMC)库库数字电机控制(DMC)库由表示为块的函数组成。这些块被分类为变换和估算器（Clark
31、e，Park，滑动模式观察器，相位电压计算和解算器，磁通和速度计算器以及估算器），控制（信号生成，PID，BEMF换相，空间矢量生成）和外设驱动器（针对多个拓扑结构和技术的PWM提取，ADC驱动器和电机传感器接口）。每个块具有模块化软件宏，具有源代码、使用和技术原理的单个文档。要获得宏区块的源代码和解释说明，请从 C:TIcontrolSUITElibsapp_libsmotor_controlmath_blocksv4.0 C:TIcontrolSUITElibsapp_libsmotor_controldriversf2803x_v2.08使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控
32、制ZHCA558July 2013SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments I TI文献和数字电机控制(DMC)库这些模块使您能够快速构建，或者定制您的系统。此库支持三个电机类型：ACL，BLDC，PMSM，它还包括外设相关（软件驱动程序）和目标相关模块。DMC库组件已经由TI用来提供系统示例。初始化时，所有DMC库变量被定义和互连。运行时，宏函数被按顺序调用。每个系统使用一个递增构建方法建立，这个方法可分多次建立编码的某些部分，这样开发人员可以一次一步验证他们应用的每个部分。这在实时控制应用中十分重要，在这里，很多不同的变量可影响到系统，而且需要调整很多不
33、同的电机参数。注注:为了实现优化用途，TI DMC模块被以宏的形式写入。更多细节，请参见优化数字电机控制(DMC)库(SPRAAK2)。宏在头文件内定义。您可以打开各自的头文件，并在需要时改变宏定义。在宏定义中，如Example 1中所示，在每一行的末尾应该有一个反斜杠“”，这意味着编码在下一行继续。反斜杠后包括诸如“space”或“tab”等不可见字符在内的任一字符将导致编译错误。因此，请确保反斜杠是行的最后一个字符。在代码开发方面，宏几乎与C函数完全一样，而用户应该可以很轻松地将宏定义转换为一个C函数。Example 1.一一个个典典型型的的DMC宏宏定定义义#define PARK_MA
34、CRO(v) v.Ds = _IQmpy(v.Alpha,v.Cosine) + _IQmpy(v.Beta,v.Sine); v.Qs = _IQmpy(v.Beta,v.Cosine) - _IQmpy(v.Alpha,v.Sine);6.1系系统统概概览览本文档描述了“C”实时控制框架，此框架用来演示BLDC电机的梯形控制。“C”框架被设计用来在基于TMS320C2803x的控制器上用Code Composer Studio软件运行。此框架使用以下模块：(1)：(1)请参考电机控制文件夹内的pdf文档，此文档解释了每个宏的细节和理论背景。宏宏名名称称说说明明BLDCPWM/PWMDAC
35、PWM和PWMDAC驱动HALL_GPIO DRV霍尔驱动PI PI稳压器RC斜坡控制器（转换率限制器）RC2斜升和斜降模块RC3斜降模块QEP和CAP QEP和CAP驱动器（可选择用于使用速度传感器进行调节的速度回路）SPEED_FR速度测量（基于传感器信号频率）脉冲脉冲发生器MOD6_CNT Mod 6计数器在这个系统中，试验了使用霍尔效应传感器的BLDC电机的梯形控制，并且将探究速度控制器的性能。此BLDC电机由一个传统的电压源反相器驱动。TMS320F2803x控制卡被用来生成三个PWM信号。此电机由一个集成电源模块通过使用BLDC专用PWM技术驱动。直流总线返回电流（ia和ib）被测
36、量，并通过模数转换器(ADC)被发送给TMS320x2803x。在电路板上进行霍尔效应信号电平位移，并将信号发送给GPIO引脚以实现换相。9ZHCA558July 2013使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedF8035xCPU32 bitI2CUARTCANADC12 bitVrefCAP-1PWM-1 ABPWM-2 ABPWM-3 ABPWM-4 ABQEPHOST1PWM1A2PWM1B3PWM2A4PWM2B5PWM3A6PWM3BDC BusVoltageFeedba
37、ckCurrentFeedback3-PhaseAC Motor15 V1H2H3H1L2L3L2HDC-BusIntegrated Power Module3H2L 3L1234516TI文献和数字电机控制(DMC)库HVBLDC_Sensored项目具有以下属性；C语语言言框框架架系系统统名名称称程程序序存存储储器器用用量量2803x数数据据存存储储器器用用量量2803x(1)HVBLDC_Sensored 3576个字(2) 1980个字(1)不包括堆栈尺寸(2)不包括“IQmath”查询表CPU利利用用率率- PMSM无无传传感感器器总的周期数量943 (1)CPU初始化 60Mhz
38、14.9%CPU初始化 40Mhz 22.3%(1)在20kHz ISR频率下。不包括调试宏。系系统统特特性性开发和仿真Code Composer Studio v4.1（或更高版本），支持实时调试目标控制器TMS320F2803xPWM频率20kHz PWM（缺省值），60kHz PWMDACPWM模式不与无死区时间对称中断CPU定时器0 -执行40kHz ISR执行速率使用的外设PWM 1，2，3用于电机控制PWM 6A，6B，7A和7B用于DAC输出（只适用于x2803x）针对低侧直流总线电流感测的ADC A2图7和图8中图示了执行3相传感BLDC控制的总体系统。A请注意，直流总线返回电
39、流由R1.1中的三相电流相加获得。图图7.一一个个3相相BLDC驱驱动动实实现现10使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制ZHCA558July 2013SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedPIc119r DutyFuncCmtnPointerVirtualTimerBLDC3PWMPWM1PWM2PWM3PWM4PWM5PWM6DC SupplyVoltageVoltageSourceInverter3-ph BLDCTMS320F2803xDriver forHall Sensor+MOD6CNTSPEEDPR
40、D*c119rHallMapPointerCmtnTrigHallHall AHall BHall CHall S TI文献和数字电机控制(DMC)库图图8. BLDC电电机机霍霍尔尔传传感感器器控控制制的的总总体体方方框框图图11ZHCA558July 2013使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedInitialize s/wmodulesc_int0Initialize s/wmodulesEnable end ofconversion ISRInitialize other
41、system and moduleparametersBackgroundLoop INT 1SOCEOC ISRSave contexts andclear interrupt flagExecute ADCconversionExecute the parkand clarke trans.Execute the PIDmodulesExecute the iparkand svgen modulesExecute the SMOand speed meas.moduleExecute the PWMdriveRestore context ReturnExecute the voltag
42、ecalc modulesTI文献和数字电机控制(DMC)库图9中描述了软件流。图图9.软软件件流流12使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制ZHCA558July 2013SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments I硬件配置（HVDMC R1.1套件）7硬硬件件配配置置（HVDMC R1.1套套件件）要获得套件硬件的概述和设置这个套件的步骤，请参见HVMotorCtrl+PFC如何运行指南位于： Composer Studio被安装，针对板载JTAG仿真的驱动程序将被自动安装。如果出现了一个windows安装窗口，请试着从那些已经安装在您的计
43、算机内的驱动程序中来安装驱动程序。仿真驱动程序可在以下链接内找到http:/ 2013使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedBLDCMotorHallSensors15V DCACEntryJ3,J4,J5J9硬件配置（HVDMC R1.1套件）图10和图11显示了这个实验中需要被连接的跳线和接头供您参考。请注意，被连接到反相器输出的电机电缆颜色的顺序应该显示如下。更多信息请参见器件专用电机数据表。图图10.使使用用交交流流电电源源生生成成直直流流总总线线电电源源CAUTION在
44、高功率线路电源被关闭或断开后，反相器总线电容器仍长时间的保持充电状态。请小心进行下一步操作！14使用霍尔效应传感器的无刷直流(BLDC)电机梯形控制ZHCA558July 2013SPRABQ6 http:/ 2013, Texas Instruments IncorporatedBLDCMotorHallSensors15V DCJ3,J4,J5J9DC Power Supply (max. 350V)+-硬件配置（HVDMC R1.1套件）图图11.使使用用外外部部直直流流电电源源为为反反相相器器生生成成直直流流总总线线CAUTION在高功率线路电源被关闭或断开后，反相器总线电容器仍长时间的保持充电状态。请小心进
