[實用新型]一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器

有效

• 申請號: 201520227087.6
• 申請日: 2015-04-15
• 公開（公告）號: CN204481723U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 程軍輝;黃友銳;唐超禮;張超超;莫文婷;侯瀟瀟
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，具體涉及一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器

背景技術

無刷直流電動機是近年來隨著電力電子技術的迅速發展而發展起來的一種新型電動機，它是現代化工業設備，現代科學技術和軍事裝備中重要的機電元件之一。傳統的直流電機均采用電刷以機械方法進行換向，因此帶來了噪聲、火花、無限電干擾和壽命短等弱點。無刷直流電機采用電力電子器件構成的換向器代替傳統的機械式換向器。因此無刷直流電機具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列特點，同時又具備直流電機的運行效率高，無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點，因此如今無刷直流電機在航空航天、機器人控制、醫療器械、儀器儀表以及家用電器行業都得到了廣泛的應用。

隨著科技的高速發展，各類用于電機控制的高性能控制器的種類與功能越來越豐富，運算速度也有了質的飛躍，而且價格越來越低廉，例如意法半導體公司出品的STM32F407系列專門用于電機控制單片機芯片，其內部具有電機控制單元，功能強大，其工作主頻可達到168MHz，在上述的硬件基礎上，完全可以實現性能優良的實時控制算法，并編寫完善的監控軟件。

在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術中至少存在體積大、成本高、可靠性低、使用不方便和安裝難度大等缺陷。

發明內容

本實用新型的目的是提供種一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器，通過實時檢測電機運行狀態參數，并結合實際的電機參數，為無刷直流電機提供最合理、最穩定的控制。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器，包括STM32核心控制器模塊、電機實時狀態監測模塊、整流濾波模塊、三相逆變模塊、降壓模塊、CAN總線通信模塊以及光耦隔離模塊。其特征在于：所述STM32核心控制器模塊分別連接電機實時狀態監測模塊、降壓模塊和光耦隔離模塊，用于實時的數據處理以及對電機的實時控制，電機實時狀態監測模塊分別連接STM32核心控制器和無刷直流電機，用于采集電機的實時轉速、位置、電流和電壓等信號，所述三相逆變模塊分別于整流濾波模塊、光耦隔離模塊以及無刷直流電機相連，與控制器配合作用，將直流電轉換為控制無刷直流電機的交流電。

所述的一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器，其特征在于：所述STM32核心控制器的具體型號為STM32F407VGT6。

所述的一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器，其特征在于：所述電機實時狀態監測模塊包括轉速采集模塊、電流采集電路和電壓采集電路，轉速采集模塊采用E6A2-CW3C編碼器。

所述的一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器，其特征在于：所述通信接口采用CAN總線通信接口。

所述的一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器，其特征在于：所述STM32核心控制器模塊和三相逆變模塊之間通過光耦隔離模塊實現隔離。

所述的一種基于STM32單片機的無刷直流電機控制器，其特征在于：所述光耦隔離模塊采用的光耦型號為TLP521-1。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：本實用新型采用STM32F407VGT6電機控制專用單片機控制器，能大大提高無刷直流電機的控制精度和穩定性；與采用DSP和FPGA作主控制器的無刷直流電機控制器相比，可大大降低控制器的成本；同時，本系統采用電流環與速度環的雙閉環控制，并將模糊PI控制算法運用到實際的控制系統中，大大提高了系統魯棒性，降低電機的轉矩脈動，具有極佳的應用推廣前景。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結構示意圖

圖2為本實用新型的STM32核心控制器系統方框圖

圖3為本實用新型的電壓采集電路原理圖

圖4為本實用新型的電流采集電路原理圖

圖5為本實用新型的光耦隔離電路原理圖

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細說明，但是，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。