【经验】32位MCU SWM20x系列的电机有感方波调试方法，如何优化电机运行状态？

时间： 2022-04-05 来源：华芯微特

技术问答

本文华芯微特分享了32位MCU SWM20x系列的电机有感方波调试方法，介绍了有感方波控制基本原理，开环调整电流及电角参数，如何优化电机运行状态。

01 有感方波控制基本原理

梯形波BLDC:

方波控制：A、B、C三相输出各自由两个功率晶体管控制通断，采用两两导通的方式，也就是在同一桥臂在一种状态下只有一个晶体管打开，只有一相有电流。导通顺序为T1、T4-T1、T6-T3、T6-T3、T2-T5、T2-T5、T4。

此例程使用有霍尔方波调制算法，霍尔硬件角度默认为间隔120°放置。换相控制方式使用二二导通方式，导通时，上半桥臂工作于PWM状态，下半桥臂处于常通状态，这边就是根据Hall编码和120°Hall换相真值表来确定哪些绕组通电使得电机转动。此例程根据SWM201G6S7低压电机通用板调制，本章节主要讲解《SWM201有感方波正反转211027》版本库。

内部基本原理：

（1）利用PWM占空比进行电机转速调节；

（2）对应着BLDC控制框图，永磁体N-S交替交换，使位置传感器产生相位差120°的H3、H2、H1方波，从而产生有效的六状态编码信号（六步换向）；

（3）对三相霍尔信号图和120°Hall换相真值表进行学习，通过检测霍尔传感器，可以得到一个3位编码（编码值1-6）每个编码值代表转子当前所处的区间，从而可以知道哪些绕组通电使得电机转动；

（4）里面用的是增量式PID算法控制电机的转速。

02 调试前的准备

首先找到需要调试电机的参数：电机极对数、电机霍尔机械角度、电机额定电流以及电机转速运行区间。

此次电机参数本文选择了极对数为2极对，电机转速最高4万转，额定电流为2A（PWM_UOUT），16K载波频率、系统时钟为60MHz状态下运行，霍尔采样方式为HALL中断。

03 开环调整电流及电角参数

本开环启动是采用模拟霍尔值递进模式，在调整Global_def.hall_angle = Global_def.hall_angle + 256;这里的256为设置增速，当电机存在拖不起来，抖动时，可适当减小此值，以及可适当增大启动电流#define Start_PWM_UOUT 150的值，在电机可稳定运行后即可直接取消屏蔽红色部分注释的代码；当出现启动电流很大时，可调节

#define Start_PWM_UOUT 1

/*启动最大输出电流*///Udc：4096

此为启动电流设置，应减小，启动电流不足应适当增大此值；

#define PWM_UOUT 900

/*最大输出电流*///Udc：4096

此为最大可输出电流（注：需根据电机从小到大设置，否则容易烧坏MOS以及其他器件，设置最大值为4096）。

若霍尔传感器为60°机械角度放置，可直接把

Global_def.hall_val^=0x02; //取反IN1 变成120度的霍尔信号。

04 优化电机运行状态

当电机开环稳定运行，且霍尔值用JSCOPE为稳定的6个换向值（5->1->3->2->6->4或反向），就可以切换闭环来调整电机稳定运行的参数：

首先需要给定目标速度

Global_def.Spd_Setting = 1000;

设置目标速度为1000RPM，启动电流之前已经测试完毕，如下

当电机可以运行，或抖动以及噪音很大的情况下，此时是由于电机的换向时刻未与实际位置相符，接下来需要调节：

#define HALL_OFFset_Angle 70 //70 352// /*HALL偏移角度*/

可从0-360范围以30为步进角度设置，当电机运行较平稳，可在当前角度进行微调；当调节反向时，算法里已经对偏移角度进行调整，对应角度是360- HALL_OFFset_Angle，故不必做相应调整。

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选型指南 - 航顺芯片 - 2022/2/25 PDF 中文下载

华芯微特携电机控制、TFT-LCD控制、白色家电等多款32位MCU明星产品亮相上海慕尼黑电子展

在2024上海慕尼黑电子展展会现场，华芯微特展出电机控制、TFT-LCD控制、白色家电等多款32位MCU明星产品。我们的技术团队将现场演示产品的操作过程，设置了互动体验区，让客户亲身感受华芯微产品带来的卓越性能与便捷操作。

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