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直流无刷电动自行车控制器正弦波解决方案

方案概述

随着技术的更新换代,电动车电机的控制方案也在不断的更新与进步。磁场定向控制(Field Oriented Control FOC)也越来越多地被应用到电动车控制器上,相比较之前的方波控制方案降低了转矩脉动,从而消除了转矩脉动所产生的噪声;没有方波控制的去磁和增磁反应,降低电机发热;同时提高了系统效率,并且增大了最大转矩。

正弦波控制解决方案为纯正弦五段式单电阻FOC控制,不是假正弦和伪矢量。PWM载波为16K

本弦实现方式不是查表,而是真正的数学函数,控制更加精确。

G80F960A有增强的内核乘除法,所以可以实现正弦矢量算法,同时提供乘除法等内部算法函数库。

本正弦方案的转把作为占空比的输入,反馈电流环作为补偿值,所以通用性较好。

系统结构

电动自行车控制器正弦波控制采用8位高性能51内核的G80F960A作为主控芯片,电动自行车控制器正弦波控制的系统结构如下图所示。

 


方案优势

噪音更低,骑行更平稳、效率更高,续航时间更长、降低电机发热,提高电机寿命、对霍尔传感器安装位置要求不高、電流变化平稳,过冲小、弱磁控制,提高最高转速。

采用高性能的51内核的G80F960A微控制器作为主控芯片。G80F960A是一种高速高效率8051兼容单片机。在同样振荡频率下,较之传统的8051芯片具有运行更快速,性能更优越的特性。

G80F960A保留了标准8051芯片的大部分特性,包括内置256字节RAM216位定时器/计数器。此外,

G80F960A还集成了1280字节外部 扩展RAM,以及存储程序的16K字节flash,此外还集成2KEEPROM,用于在系统掉电后保存数据。

G80F960A还集成了两个多输入模拟比较器,两路放大器,12位集成数字比较功能的高速ADC,以及6输出带死区

    时间控制的电机控制PWM模块,非常适合于直流无刷电机/永磁同步电机控制。

此外,G80F960A集成了看门狗定时器,上电复位和低电压复位等功能,提供了2种低功耗省电模式。

技术规格

1、正弦波控制资源特点:

      主频最高xxM, 1T机器周期

      内部双序列高速AD,最快采样速度1us

      内部集成双高速运算放大器

      内含16×16单周期乘法器和移位器,32/16 8周期除法器

      配套软件提供IQMath算数库,Park / Clark / IPark变换库

      配套的空間矢量變化函數庫

2、正弦波控制器主要功能概述:

      自动测相功能

      限流控制

      过流保护

      堵转保护

      欠压保护

      防飞车功能

      自动巡航

      助力功能

      电子刹车与反充电功能

      倒车功能

      防盗功能

直流无刷电机的正弦波控制器实物图

 

                         


资料下载   

【技术笔记】 直流无刷电动自行车控制器正弦波解决方案.pdf



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