主要内容

基于传感器反馈的无刷直流电动机六步换相

开放的例子

本例采用120度导通方式实现六步换相技术控制三相无刷直流(BLDC)电机的转速和旋转方向。本例使用六步换向块产生的开关顺序来控制三相定子电压，从而控制转子的速度和方向。有关此块的详细信息，请参见六步换向．

六步换相算法需要霍尔序列或转子位置反馈值(从正交编码器或霍尔传感器获得)。

正交编码器传感器由一个带有两个磁道或通道的磁盘组成，磁道或通道被编码为90电相位外度。这就产生了两个相位差为90度的脉冲(A和B)和一个指数脉冲(I)。控制器使用A和B通道之间的相位关系以及通道状态的转换来确定电机的速度、位置和旋转方向。

霍尔效应传感器根据施加的磁场强度改变其输出电压。根据标准配置，无刷直流电动机由三个霍尔传感器组成，分别位于电120度。具有标准霍尔位置(其中传感器电间距为120度)的BLDC可以提供六种有效的二进制状态组合:例如001,010,011,100,101和110。传感器提供了转子的角位置，在60度的倍数，控制器使用它来确定转子所在的60度扇区。

控制器通过霍尔序列或转子位置来控制电机。它为定子绕组的下两相通电，使转子始终保持90度的转矩角(转子d轴与定子磁场的夹角)，偏差30度。

注意:霍尔序列可以变化。举个例子无刷直流电动机霍尔传感器序列校准来确定霍尔序列。

模型

该示例包括以下模型:

您可以将这些模型用于模拟和代码生成。要打开Simulink®模型，还可以在MATLAB命令提示符下使用open_system命令。以F28379D控制器为例:

open_system (“mcb_bldc_sixstep_f28379d.slx”）;

有关支持的硬件配置的详细信息，请参见“生成代码并将模型部署到目标硬件”部分中的所需硬件。

需要MathWorks®产品2022世界杯八强谁会赢？

模拟模型:

  • 电机控制块集™

  • Simscape™电气™

生成代码并部署模型:

  • 电机控制块集™

  • 嵌入式编码器®

  • 德州仪器C2000处理器的嵌入式Coder®支持包

  • 定点设计器™(仅用于优化代码生成)

先决条件

1.获取电机参数。我们用Simulink模型提供默认电机参数，您可以用电机数据表或其他来源的值替换这些参数。

但是，如果您有电机控制硬件，则可以使用motor control Blockset参数估计工具来估计要使用的电机的参数。有关说明，请参见使用推荐硬件估算PMSM参数．

参数估计工具更新motorParam变量(在MATLAB®工作空间)与估计电机参数。

2.如果您从电机数据表或其他来源获得电机参数，请更新与Simulink模型相关的模型初始化脚本中的电机参数和逆变器参数。有关说明，请参见估计控制增益并使用效用函数．

如果使用参数估计工具，可以更新逆变器参数，但不更新模型初始化脚本中的电机参数。脚本自动从更新的文件中提取电机参数motorParam工作空间变量。

模拟模型

本例支持模拟。按照以下步骤模拟模型。

1.打开本示例中包含的模型。

2.在模型中选择QEP或Hall Speed_Feedback单选按钮。

3.点击运行在模拟TAB来模拟模型。

4.点击数据检查在模拟选项卡查看和分析仿真结果。

生成代码并将模型部署到目标硬件

本节向您展示如何在目标硬件上生成代码和运行FOC算法。

本例使用一个主机和一个目标模型。主机模型是控制器硬件板的用户界面。您可以在主机计算机上运行主机模型。使用该主机型号的前提是将目标型号部署到控制器硬件板上。主机模型通过串行通信对目标Simulink模型进行命令，并对电机进行闭环控制。

所需的硬件

该示例支持这些硬件配置。还可以使用目标模型名称从MATLAB®命令提示符打开相应硬件配置的模型。

有关与这些硬件配置相关的连接，请参见LAUNCHXL-F28069M和LAUNCHXL-F28379D配置．

在目标硬件上生成代码和运行模型

1.对目标模型进行仿真，观察仿真结果。

2.完成硬件连接。

3.该模型默认计算ADC(或当前)偏移值。若要禁用此功能，请将值0更新为变量逆变器。ADCOffsetCalibEnable在模型初始化脚本中。

或者，您可以计算ADC偏移值，并在模型初始化脚本中手动更新它们。有关说明，请参见在开环控制下运行三相交流电机并校准ADC偏移．

4.如果您正在使用正交编码器，请计算正交编码器索引偏移值，并在与目标模型关联的模型初始化脚本中更新它。有关说明，请参见永磁同步电机正交编码器偏置校准．

5.如果使用霍尔传感器，请计算霍尔序列值并在bldc.hallsequence与目标模型相关联的模型初始化脚本中的变量。有关说明，请参见无刷直流电动机霍尔传感器序列校准．

6.打开目标模型。如果要更改该型号的默认硬件配置设置，请参见型号配置参数．

7.在目标模型中选择QEP或Hall Speed_Feedback单选按钮。

8.将示例程序加载到LAUNCHXL-F28379D的CPU2中。例如，您可以使用GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx)操作CPU2蓝色LED的程序，并确保CPU2不会被错误地配置为使用CPU1的板外设。

9.点击构建、部署和启动在硬件选项卡将目标模型部署到硬件。

10.单击主机模式在目标模型中使用超链接打开关联的主机模型。您还可以使用open_system命令打开主机模型。对于F28379D类型的控制器使用此命令。

open_system (“mcb_bldc_host_model_f28379d.slx”）;

有关主机和目标器型号之间的串行通信，请参见Host-Target沟通．

11.在主机模型中，打开“主机串行设置”、“主机串行接收”和“主机串行传输”块，并选择a港口．

12.中更新参考速度值参考转速(RPM)主机模型中的字段。

13.在主机模型中，选择要监视的调试信号。

14.点击运行在模拟TAB来运行主机模型。

15.将起动/停止电机开关位置改为On，开始运行电机。

16.在主机模型的Scope和Display块中观察来自RX子系统的调试信号。

Baidu
map