MICROCHIP AN1078 PMSM电机FOC控制中文.pdf

AN1078 PMSM 的无传感器磁场定向控制 本应用笔记着重于适用于电器的基于PMSM的无传感器 作者： Jorge Zambada 和 Debraj Deb FOC控制，这是因为该控制技术在电器的电机控制方面 Microchip Technology Inc. 有着无可比拟的成本优势。无传感器 FOC 技术也克服 了在某些应用上的限制，即由于电机被淹或其线束放置 位置的限制等问题，而无法部署位置或速度传感器。由 简介 于PMSM使用了由转子上的永磁体所产生的恒定转子磁 场，因此它尤其适用于电器产品。此外，其定子磁场是 设计者根据对环境的需求，希望能不断开拓高级电机控 由正弦分布的绕组产生的。与感应电机相比，PMSM 在 制技术，用以制造节能空调、洗衣机和其他家用电器产 其尺寸上具有无可比拟的优势。 由于使用了无刷技术， 品。到目前为止，较为完善的电机控制解决方案通常仅 这种电机的电噪音也比直流电机小。 用作专门用途。然而，新一代数字信号控制器（Digital Signal Controller，DSC）的出现使得性价比高的高级电 机控制算法最终成为现实。 为什么使用数字信号控制器来进行电机控 例如，空调需要能够对温度作出快速响应以迅速改变电 制？ 机的转速。因此，我们需要高级电机控制算法，以制造 dsPIC DSC 尤其适用于类似于洗衣机和空调压缩机之 出更加节能的静音设备。在这种情况下，磁场定向控制 类的电器，因为数字信号控制器具有下列特别适用于电 （Field Oriented Control，FOC ）脱颖而出，成为满足 机控制的外设： 这些环境需求的主要方法。 • 脉宽调制 （Pulse-Width Modulation， PWM） 本应用笔记讨论了使用 Microchip dsPIC® DSC 系列对 • 模数转换器 （Analog-to-Digital Converter ， 永磁同步电机 （Permanent Magnet Synchronous ADC ） Motor， PMSM）进行无传感器 FOC 的算法。 • 正交编码器接口 （Quadrature Encoder Interface， QEI ） 为什么使用 FOC 算法？ 在执行控制器程序以及实现数字滤波器时，由于 MAC BLDC 电机的传统控制方法是以一个六步的控制过程来 指令和小数运算可在一个周期内执行，因此 dsPIC DSC 驱动定子，而这种控制过程会使生成的转矩产生振荡。 器件允许设计者对代码进行优化。同时，对于那些需要 在六步控制过程中，给一对绕组通电直到转子达到下一 饱和功能的运算，dsPIC