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STM32 电机教程 10 - BLDC 6 步方波控制

2023-11-01

前言

      无刷直流 （Brushless Direct Current， BLDC）电机是一种正快速普及的电机类型，它可在家用电器、汽车、航空航天、消费品、医疗、工业自动化设备和仪器等行业中使用。正如名称指出的那样，BLDC 电机不用电刷来换向，而是使用电子换向。BLDC 电机和有刷直流电机以及感应电机相比，有许多优点。其中包括：

• 更好的转速－转矩特性

• 快速动态响应

• 高效率

• 使用寿命长

• 运转无噪音

• 较高的转速范围此外，

由于输出转矩与电机体积之比更高，使之在需要着重考虑空间与重量因素的应用中，大有用武之地。

http://file.elecfans.com/web1/M00/54/35/pIYBAFsjC5GABCymAAt6wgXPYnw847.gif  http://file.elecfans.com/web1/M00/54/35/pIYBAFsjC5KAIWX6AAlIvqoUoGY137.gif

                     有刷电机                                                                                                    无刷电机    

 

关于BLDC的基本原理与控制控制基础知识上一讲已经介绍，本节将用NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH快速为大家实现BLDC的转动控制！

本节所用电机为2836无刷电机,电机有两组线（hall传感器线和电机三相线）,工作电压24V，最大转速12000rpm：

示例详解

本节用到ST官方推出的NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH 开发板。

NUCLEO-F103RB对应的大致原理接线图：

X-NUCLEO-IHM07M1 3SH部分原理图：

 

 

    1. 准备操作
      1. X-NUCLEO-IHM07M1 3SH是一款专门用于PMSM（永磁同步）或BLDC（直流无刷 ）的电机驱动板，其电机驱动板驱动芯片型号为L6230（详细数据手册可在st官网下载）,本节主要目的是给大家演示BLDC 6步方波控制原理，仅需让BLDC电机实现简单正反转动即可，仅需用到IN1,IN2, IN3和OUT1,OUT2，OUT3以及HALL传感器信号接口H1,H2,H3。

 

需要用到的信号

对应MCU引脚

EN1

PC10

IN1

PA8

EN2

PC11

IN2

PA9

EN3

PC12

IN3

PA10

H1

PA15

H2

PB3

H3

PB10

为了更加简单地介绍清楚BLDC 6 步方波控制的具体实现，本节直接使用普通IO口方式实现对BLDC电机的6步方波驱，将EN1、EN2、EN3和 IN1、IN2、IN3全部配置成普通输出IO口输出模式，H1,H2,H3配置普通IO口输入模式。

 

      1. 在STM32CubeMX中，有专门的NUCLEO-F103RB工程模板，新建一个Cube工程，芯片型号为st32f103rb：

生成一个简单的工程模板实现了RCC,SYS，USART2接口的配置，同时还实现了LD2（LED）引脚的配置。接下来手动配置IO: 配置PA8,PA9,PA10,PC10,PC11,PC12为GPIO_OUTPUT模式, PA15,PB0,PB10为GPIO_INPUT模式：

生成工程：

 

 

      1. 打开工程， 在main.c中加入如下代码：

 

设置工程下载后自动运行：

编译代码，下载程序运行可直以看到电机成功转动起来，如果有示波器可以看到三相线上的输出电压波形图如下：

MCU引脚上的波形为：

OK,本期实验完成！本节通过普通IO的驱动6步换相方式成功让BLDC电机转动起来，但是细心的同学可能会发现，本节的BLDC电机仅是转起来了，电机的速度完全不可控，下一节将介绍如何通过STM32高级定时器产生PWM的方式来实现BLDC电机速度控制。最后如果大家有什么疑问或是有想了解的其它内容，也欢迎大家留言！！最后喜欢这个公众号的同学们记得加关注了，每天都会有技术干货推出！！

 

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BLDC

6步方波

STM32

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