直流无刷电机无传感器磁场定向控制设计（原理图+源码+设计说明）

前言：

       直流无刷电机由于其效率高、体积小、可靠性高等优点，使用范围越来越广。 通常采用梯形波控制，控制简单，但换向噪声较大，在一些特定应用领域无法满足要求，而正弦波控制可以实现较低的运行噪声。磁场定向控制(FOC)做为正弦波控制的一种，具有控制特性好，转速精度高，噪声低等特点，由于算法较复杂，通常需要 16 位或 32 位微控制器才能实现，而英飞凌的 8 位微控制器 XC836M 可以实现磁场定向控制，具有较高性价比。

        本设计指导将介绍直流流无刷电机的无传感器磁场定向控制，及基于 XC836M 的风机应用参考设计。包括硬件，软件说明，开发流程介绍，并附相关原理图及参考代码。

        XC836M 主要完成电机相电流采样，磁场定向控制，位置估算， PWM 生成，同时通过UART(RS232)与上位机通讯，实现系统控制与实时信息监控。驱动电路采用英飞凌6ED003L06, 逆变电路采用英飞凌分立 IGBT IKD04N60R。

无传感器磁场定向控制系统构成：

        整流电路、开关电源、微控制器、逆变单元、驱动电路、电流采样及放大电流，下载及监控接口等部分组成。其中整流滤波、开关电源、RS232 电平转换等采用已有模块，见截图：

功能与指标：

• 控制方式： 无传感器磁场定向控制
• 电机类型： 永磁同步电机（风机）
• 电流采样方式： 双桥臂电阻采样
• 电机调速范围： 300RPM – 1200RPM(4 对极)
• 微控制器： XC836M
• 启动方式： 静止启动
• 保护方式： 过流，过压、欠压，过载
• 转速控制： 上位机软件、外部电压输入
• 软件开发环境: Keil C51 V9.03

硬件电路参数：

• 供电电压： 310V DC
• 额定功率： 100W

磁场定向控制原理图部分截图：

XC836Minikit 原理图：