[发明专利]一种基于MT32F006的无感FOC高速电机控制装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于MT32F006的无感FOC高速电机控制装置和方法，该高速电机控制装置包括：电源模块、MT32F006微控制器、前级驱动电路、逆变电路和电流采样电路。电源模块，用于为MT32F006微控制器和前级驱动电路供电。前级驱动电路，采用三个IR2103S驱动芯片控制六路MOS管的开启，为逆变电路提供合适的工作环境。逆变电路，用于将前级驱动信号转换成幅值为母线电压的六路PWM波来合成SVPWM波，并驱动电机。电流采样电路，用于将实时电流采样并进行滤波、放大后输入MT32F006微控制器的模拟/数字转换器ADC。MT32F006微控制器，与电源模块、前级驱动电路、逆变电路、电流采样电路连接，用于完成控制高速电机的运行，SVPWM波产生、FOC运算、电流采样、电机异常状态保护的所有逻辑控制。

技术领域

本发明涉电机控制领域，尤其涉及一种基于MT32F006的无感FOC高速电机控制装置和方法。

背景技术

电机作为电力系统中的执行器，常见于各种有运动部件的设备或产品中。其中，永磁同步电机或直流无刷电机凭借耐久度好、调速范围大、可控性好等优点，普及度越来越高。

磁场定向控制（Field Oriented Control，FOC）又称矢量控制，是一种控制三相直流电机或步进电机的方法，其方法是通过坐标变换将三相交流电的控制转换为产生转矩的交轴电流和产生磁场的直轴电流的控制，进而通过对交轴电流和直轴电流的控制来控制整个电机的运动。

通常在无传感器磁场定向控制（简称，无感FOC）高速风机的应用场景下，由于现有的微控制单元（Microcontroller Unit，MCU）的主频较低，模拟/数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）精度和采样频率较低等因素，这往往会制约整个电机的转速的上限。而更换高主频的MCU的成本往往较高。因此，在控制成本的情况下，提高电机的转速上限成为无感FOC高速电机控制方面一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于MT32F006的无感FOC高速电机控制装置和方法，以解决采用无感FOC高速电机过程中，在控制成本的情况下，提高电机的转速上限的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种基于MT32F006的无感FOC高速电机控制装置，高速电机为三相电机，高速电机控制装置包括：电源模块、MT32F006微控制器、前级驱动电路、逆变电路和电流采样电路。电源模块，用于为MT32F006微控制器和前级驱动电路供电。前级驱动电路，采用三个IR2103S驱动芯片控制六路MOS管的开启，为逆变电路提供合适的工作环境。逆变电路，用于将前级驱动信号转换成幅值为母线电压的六路PWM波来合成SVPWM波，并以该SVPWM波驱动电机。电流采样电路，用于将实时电流采样并进行滤波、放大后输入MT32F006微控制器的模拟/数字转换器ADC。MT32F006微控制器，分别与电源模块、前级驱动电路、逆变电路、电流采样电路连接，用于完成控制高速电机的运行，SVPWM波产生、FOC运算、电流采样、电机异常状态保护的所有逻辑控制。其中， MT32F006微控制器的具有96 MHz的主频、1.5MHZ的12位ADC以及硬件级的16位三相电机驱动模块。

可选的，高速电机控制装置还包括：反电动势采样电路、母线电流采样电路和过欠压检测电路。反电动势采样电路，连接于逆变电路和MT32F006微控制器之间，用于检测高速电机启动时的电动势；母线电流采样电路，连接于电源模块和MT32F006微控制器之间，用于检测母线电流值。过欠压检测电路，连接于电源模块和MT32F006微控制器之间，用于检测母线电压值；其中， MT32F006微控制器与反电动势采样电路、母线电流采样电路、过欠压检测电路连接，用于控制过欠压保护、电流保护。