无刷直流电机学习笔记4

一、 内容

本期主要是针对正弦波部分的FOC2.0开发板的硬件原理图部分和软件调试部分的学习，硬件原理图部分同方波有传感器的原理图相同，软件部分主要是对FOC矢量控制中PI的参数的计算与设置，并在调试过程中发现问题、解决问题。

二、知识点

1. FOC2.0开发板的硬件原理图部分

①电源供电模块电路，正弦波与方波的电源供电电路相同，开发板上的电源模块都由LM2576系列芯片和ASM1117芯片组成，分别提供+15V、+5V、+3.3V的电压，三种大小的电压分别为驱动芯片IR2136S、通讯及逻辑电路、MCU及逻辑电路供电，其具体的电源模块供电原理图下图所示。

②电机驱动模块电路，采用IR2136S驱动模块，是独立的半桥驱动器，不管是对于无刷直流电机还是永磁同步电机都适用，因此，在方波和正弦波的电机驱动模块，都选用IR2136S，IR2136S可以驱动三路电机，输入接MCU，输出接MOS管，这里的三相驱动MOS管选择IRF540NS，其具体原理图如下图所示。

除了电源供电模块电路与电机驱动模块电路之外，正弦波有感部分的原理图还有电压及电流采样部分电路、霍尔部分采样电路、按键部分电路以及MCU板（STM32F103R8T6）电路，其内容同方波有感电路原理图相同。

2．软件调试部分

调整启动参数和 PID 参数值修改，对于PMSM的启动，启动参数设置不正确，会短时间电流很大，容易烧坏电流采样电阻和 MOS 管。结合PMDM的工作原理，可看出需要配置的参数有：RS（相电阻）、 Ls（相电流）、 Number of motor pole pairs（电机的极对数）、MOTOR_VOLTAGE_CONSTANT （反电动势常数）和NOMINAL_CURRENT（额定电流），配置参数如下：
对于PID参数值修改，结合实际控制原理和负载的不同，可分为如下三个控制环：Torque control loop（转矩控制回路）、Speed control loop（速度控制回路）、flux control loop（磁通控制回路），其具体配置如下：

三、总结

通过本期的学习，比较了方波与正弦波有传感器的硬件原理图部分，使得自己对FOC2.0开发板的硬件原理图部分有了更加深刻的认识。软件调试部分主要学习了调整启动参数和 PID 参数值，涉及的参数较多，需要进一步深入学习。另外，在实际的操作过程中，发现电机的启动时间较长，且启动转矩不足的问题。接下来将接着学习，慢慢吃透程序部分。