無刷電機控制代碼快速生成原理及搭建

       基于模型的設計方法利用Mathworks提供的一系列工具，可直接實現(xiàn)從設計理念到算法模型，再由模型自動生成嵌入式代碼的高效開發(fā)流程。對于本例來說，在LPC2124芯片上實現(xiàn)無刷電機控制（BLDC），設計者無需考慮如何將電機狀態(tài)的變換用C或匯編語言體現(xiàn)，僅需關(guān)注算法本身，將繁瑣的代碼生成工作交給計算機完成。這樣可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，顯著提高工作效率。

　　1　原理分析
　　直流無刷電機的工作離不開電子開關(guān)電路，因此由電動機本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)電路3部分組成了直流無刷電機的控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。直流電源通過開關(guān)電路向電動機定子繞組供電，位置傳感器隨時檢測轉(zhuǎn)子所處的位置，并根據(jù)位置信號來控制開關(guān)管的導通和截止，航模電機，從而自動地控制哪些繞組通電、哪些繞組斷電，實現(xiàn)了電子換相。 　　下面以一個三相繞組的無刷電機為例，簡要介紹其工作原理。圖2為三相全橋式驅(qū)動電路原理圖，對其采用二相通電的方式驅(qū)動，即有兩個繞阻同時通電。圖中包含6個晶體管、二極管組成的三相逆變電路，Ha、Hb、Hc為霍爾元件反饋的轉(zhuǎn)子位置信號?？刂齐娐窌鶕?jù)位置信號決定6路PWM信號的通斷，進而使功率管導通或關(guān)斷，使繞阻按一定順序?qū)?，?qū)動電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
　　當采用二相導通方式驅(qū)動電機時，功率管的導通或關(guān)斷情況經(jīng)過1/6周期（即60°）。在直流無刷電機的內(nèi)部嵌有3個霍爾位置傳感器，它們在空間上相差120°。由于電機的轉(zhuǎn)子是永磁體，當它在轉(zhuǎn)動的時候，其磁場將發(fā)生變化形成旋轉(zhuǎn)磁場，每個霍爾傳感器都會產(chǎn)生180°脈寬的輸出信號。 　　假設當前功率管V1、V6導通，則電流從A相流入電機，從C相流出電機，由電流經(jīng)繞阻產(chǎn)生的磁場方向為（A，C）。由A和C的合磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到AC位置。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動使霍爾傳感器的輸出發(fā)生變化，控制電路會據(jù)此調(diào)整功率管的導通情況，將V6關(guān)斷，V5導通。這時，電流從A相流入電機，從B相流出電機，經(jīng)繞阻產(chǎn)生的磁場方向為（A，B）。由A和B的合磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到AB位置。同樣，霍爾器件又會輸出一個不同的值，控制電路作出相應的處理，完成一個完整的換相周期。