无刷直流电机驱动控制器的S0PC技术研究
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位置信号通过三个霍尔传感器得到，每一个霍尔传感器都会产生180°脉宽的输出信号，如图9所示。Sa，Sb，Sc分别表示三相霍尔信号，Clk为高频时钟脉冲。电机测速分为M法、T法和M／T法，T法测速适用于低速段，本设计采用T法测速。通过对霍尔信号Sa的每个周期用一个计数器对主时钟脉冲进行计数，通过除法器计算转速，计算公式如下：
Speed_out=60×f0／Z×Count_reg
式中：f0为系统时钟；Count_reg为霍尔信号一个周期内的脉冲计数值；Z为电机转一圈输出的霍尔信号个数，因为是五对极电机，所以Z=5。
图10为位置与速度检测硬件逻辑结构图，三相霍尔信号通过数字滤波模块后，以霍尔信号Sa为条件的计数器启动计数，作为16位除法器的分母输入，经过除法运算，在下一个霍尔信号Sa周期内输出速度计算结果Speed_out及模块输出有效信号OutValid_Speed。运算时间与除法器的内部结构有关。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/162957.htm
4 实验结果
采用额定功率PN=300 W，额定电压UN=220 V，额定转速nN=3000 r／min，额定电流IN=1．6 A，额定转矩TN=O．96 Nm的无刷直流电机进行实验，整个实验系统还包括以FPGA为主的控制单元、功率电路和测功机负载实验平台，实验中采用转速、电流双闭环调节方式。电机给定转速1000 r／min时，空载启动响应波形如图11所示，调节时间为300 ms，稳态性能良好；利用测功机对系统进行加载测试，负载0．3 Nm时A相和B相电流波形如图12所示，充分证明了该控制器的正确性，也说明电机运行稳定。
5 结语
采用FPGA硬件可编程逻辑器件，以纯硬件的方式实现无刷直流电机的控制，对无刷直流电机控制的结果表明，该电路能有效地对无刷直流电机进行双闭环控制。设计特点是控制电机的所有外围电路包括PI调节算法均采用FPGA实现，真正实现电机的SOPC控制，系统实时性高、可靠性强。
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