代码收藏家技术教程 2023-12-26

深入了解三相直流无刷电机驱动器（BLDC）的工作原理

三相无刷直流电机驱动设计

说明

所有的硬件和代码已经开源，请移步代码开源连接
首先这个项目这个是自己学习的时候做的，目前已经验证霍尔有感方案，其他的还没验证。
如果当中存在问题，欢迎评论区一起讨论。

介绍

stm32直流电机控制

采用STM32F103C6T6A作为主控

主控与驱动分离

采用三相逆变桥电路

前级采用栅极驱动MOS，自带闭锁

驱动板可适配有感，无感方案

项目简介

在本项目中。采用主控与驱动分离的方式。其大致框图如下所示。

一共分为三块板子，分别为BLDC_Core板（主控板）、BLDC_Drive板（驱动板）、KEY板（按键板）。每个板子之间用SH1.0的线束进行连接，目前已经验证有感方案HALL换相无问题。其满载电机空转整个系统800mA。

六步法

实际上三相直流无刷电机可以理解为采用交流电来控制，而在驱动板当中的逆变桥就是来产生交流电的。在最常用的BLDC驱动中，比较常用且简单的就是采用六步换相来驱动电机。而这种方法可以称为6步法

六步法中的三相电机每次只有两组绕组有电流通过，产生磁场。为了让电机旋转，一般按照Q1Q2—Q2Q3—Q3Q4—Q4Q5—Q5Q6—Q6Q1的顺序依次导通功率开关管。下图是逆变器的结构。

HALL换相位法

在本设计当中，采用外部中断来获取HALL值，当电机旋转时，会触发HALL中断，在中断中读取HALL的值，根据实际的值来进行换相位，就能够驱动电机。下表是一版直流无刷电机的换相表。

根据我们的换相表，就能以此设计出六步换相的程序。以正转为例，我们便可以设计出如下程序。其中hall_state是获取到的霍尔的值。本设计中：上管调制，下管驱动。

switch (hall_state)
        {
            case 1:
                HAL_TIM_PWM_Start(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_OFF;WL_ON;//下管
                break;
            case 2:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Start(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_ON;VL_OFF;WL_OFF;//下管
            break;
            case 3:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Start(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_OFF;WL_ON;//下管
            break;
            case 4:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Start(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_ON;WL_OFF;//下管
            break;
            case 5:
                HAL_TIM_PWM_Start(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_OFF;VL_ON;WL_OFF;//下管
            break;
            case 6:
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_3);//U+
                HAL_TIM_PWM_Stop(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_2);//V+
                HAL_TIM_PWM_Start(&amp;htim1,TIM_CHANNEL_1);//W+
                UL_ON;VL_OFF;WL_OFF;//下管
            break;
            
            default:
                Motor_Stop();//电机停转
                break;
        }