基于dsPIC30F3010实现无刷直流电机的无传感器控制

5 系统硬件设计

采用Microchip公司的DSPIC30F3010微控制器实现无刷直流电机的控制。dsPIC30F3010具有6路10位A／D、专门针对电机设计的6路PWM模块、5路16位定时器、24 KB Flash程序存储器以及1 KBRAM。其硬件电路图如图5所示。

用AN2、AN3、AN4实现电机端电压检测，得到反电动势过零点。采用PWM模块控制6个MOS-FET通断，就可实现换相。采用不同的占空比就可实现对电机调速。

通过对阻值为0.1Ω的电阻端电压的检测获取过流、过载信息，根据电机的实际情况调整放大倍数和比较器的参考电压。

因电机反电动势通常比5 V高，故必须通过电阻分压后才能进行A／D转换，分压电阻根据电机母线电压不同取不同值，只要能保证分压后的电压在微控制器的允许范围内即可。

3相逆变桥由6个MOSFET构成，本系统设计采用IR2407，它可承受600 V电压，电流达49 A。PWM驱动器由3片IR2110构成。
由于dsPIC30F3010为28引脚器件，I／O口有限，不能设计人机接口，因此，需采用RS-232接口与PC机连接，通过超级终端软件实现人机对话。

6 系统软件设计

软件由初始化模块、启动模块及无传感器运行模块构成。因电机启动时转速很低，反电动势很小，故反电动势过零点检测法失效。只能用开环控制电机，当电机达到一定转速后切换到闭环控制，采用反电动势过零点检测法检测转子位置，所以启动模块是必须的。软件主程序流程如图6所示。

在反电动势过零点检测模块中，对经电阻分压后的端电压进行A／D转换，再根据式(1)、(2)、(3)计算各相反电动势，如果某相的反电动势为零，则该时刻对应着该相反电动势过零点。如果三个值都不为零，则说明换相时刻还没有到来，不需要换相。这就要求对端电压分压的电阻必须对称，以减小误差，且A／D转换频率应该与电机转速相匹配。

7 结束语

实验证明，该无刷直流电机硬件结构简单、可控性好。低速启动时，电机性能不如有传感器无刷直流电机，但启动后性能与有传感器相当。无传感器无刷直流电机可在恶劣的工作环境下工作，受干扰比较小，可靠性高，成本低，具有较广阔的市场前景。