<p>注：*为必填项。</p> <p>【请在报名阶段填写 ↓】 <em>  1、自我/团队介绍：本人机缘巧合，2000年进入了电机拖动行业从业至今。从此研究直流有刷电机控制器，无刷控制器，正弦波控制器，FOC控制器。但由于知识有限，见识少，走了很多弯路。所以项目中，有些不能详细解析的，描述不准确的，希望大家见谅。 </em>< span class="colour" style="color: rgb(85, 85, 85);"> 2、简要介绍作品：带霍尔传感器BLDC无刷电机的低成本方案中绕组都是采用集中式绕组。采用传统的方波驱动，电机有电磁噪音、力矩脉动、效率低、响应慢等特点，使集中绕组的带霍尔传感器BLDC无刷电机的应用场合受到了很大的限制。本项目旨在集中绕组的带霍尔传感器BLDC无刷电机的应用中，消除电磁噪音、力矩脉动、效率低、响应慢等缺陷，并对电机启动的平稳性有要求的场合。采用FOC(电机磁场定向控制)控制集中绕组的带霍尔传感器BLDC无刷电机，使集中绕组的带霍尔传感器BLDC无刷电机的应用场合得到更大的扩展空间。< /span>< span lang="EN-US">< /span></p> <p>< br> 【请在竞赛阶段填写 ↓】 *  1、描述项目详情       < span class="colour" style="color: rgb(85\, 85\, 85);">本项目是基于Develop_24_A1开发板 ，开发的采用FOC(电机磁场定向控制)控制集中绕组的带霍尔传感器BLDC无刷电机的控制算法。Develop_24_A1开发板主控芯片采用ST公司的STM32F103C8T6，由于算法是自己自主编写的，可以任意移植到有类似功能的芯片。MOS驱动芯片采用(IR2101S)或(NCP5106B)，< span class="font">< /span>相电流采样采用霍尔电流传感器芯片ACS712ELCTR-05B（最大量程±5A）输入到单片机（本项目采样单电阻采样，故霍尔电流传感器芯片主要方便于示波器监测相电流波形）。三相下臂采用3个采样电阻，通过运放偏置放大，输入到单片机（本项目采样单电阻采样，故3电阻采样电阻将短路处理）。三相下臂集中到单电阻采样，通过运放偏置放大，输入到单片机，并有短路保护电路。< span class="font">< /span>电机采用EL57BL03-75-55636A带霍尔传感器BLDC无刷电机。< span lang="EN-US">< /span>电机参数：< span lang="EN-US">< /span>极数：2对极。< span lang="EN-US">< /span>转速：24V时  3000转/分钟。< span lang="EN-US">< /span>相电阻：R=0.44（100Hz测量）。< span lang="EN-US">< /span>相电感：L=860uH（100Hz测量）。< span lang="EN-US">< /span>反电势：127rpm/1V。< span lang="EN-US">< /span>额定功率：24V时  50-60W。< span lang="EN-US">< /span>额定电流：2A-2.5A< /span> *  2、描述项目所面临的挑战及所解决的问题 < span class="colour" style="color: rgb(85, 85, 85);"> 实际在制作项目中遇到很多难点，< span class="font">< /span>第一个难点是SVPWM(电压空间矢量)的理解与实现方法，参考了“MICROCHIP-AN1017-dsPIC BLDC电机控制”中的SVPWM(电压空间矢量)的解析与实现方法，再利用EXCEL强大的制表与图表功能，成功的理解了SVPWM(电压空间矢量)的原理与实现方法。< span class="font">< /span>第二个难点是电流坐标变换与电压反坐标变换，参考了“MICROCHIP-AN1078-PMSM电机FOC控制中文”、“基于STM32的PMSM  FOC软件库培训”文件，共享文件“基于STM32的有感FOC算法学习与实现总结”中的坐标变换理论与数学方程，再利用EXCEL强大的制表与图表功能，成功的理解了电流坐标变换与电压反坐标变换理论与实现的方法，找到了角度与SINE表对应的关系。理解了ID,IQ的波形和在FOC控制中的作用。< span class="font">< /span>第三个难点是电流PID闭环调节,速度PID闭环调节，在调试过程中，充分理解了PID的各个参数对电机稳定运行的作用，并且也理解了哪些参数能影响到电机响应速度；< span class="font">< /span>第四个难点是单电阻的采样与三相电流分解，单电阻采样的时刻，实现的方法，电流值的准确度，然后是三相电流分解的理解与实现方法（有可能可以申请专利）；< span class="font">< /span>第五个难点是霍尔传感器的转子位置分解、定义，理解了霍尔元件的转子位置的分解，定义会影响到电机的效率，并且能准确实现FOC功能，并能使电机平稳启动、稳定运行、低速度运行得到了充分得理解（有可能可以申请专利）；< span class="font">< /span>< /span>第一个难点是SVPWM(电压空间矢量)的理解与实现方法，参考了“MICROCHIP-AN1017-dsPIC BLDC电机控制”中的SVPWM(电压空间矢量)的解析与实现方法，再利用EXCEL强大的制表与图表功能，成功的理解了SVPWM(电压空间矢量)的原理与实现方法。< span class="font">< /span>第二个难点是电流坐标变换与电压反坐标变换，参考了“MICROCHIP-AN1078-PMSM电机FOC控制中文”、“基于STM32的PMSM  FOC软件库培训”文件，共享文件“基于STM32的有感FOC算法学习与实现总结”中的坐标变换理论与数学方程，再利用EXCEL强大的制表与图表功能，成功的理解了电流坐标变换与电压反坐标变换理论与实现的方法，找到了角度与SINE表对应的关系。理解了ID,IQ的波形和在FOC控制中的作用。< span class="font">< /span>第三个难点是电流PID闭环调节,速度PID闭环调节，在调试过程中，充分理解了PID的各个参数对电机稳定运行的作用，并且也理解了哪些参数能影响到电机响应速度；< span class="font">< /span>第四个难点是单电阻的采样与三相电流分解，单电阻采样的时刻，实现的方法，电流值的准确度，然后是三相电流分解的理解与实现方法（有可能可以申请专利）；< span class="font">< /span>第五个难点是霍尔传感器的转子位置分解、定义，理解了霍尔元件的转子位置的分解，定义会影响到电机的效率，并且能准确实现FOC功能，并能使电机平稳启动、稳定运行、低速度运行得到了充分得理解（有可能可以申请专利）；< span class="font">< /span>< /span> *  3、描述项目硬件、软件部分涉及到的关键点 < span class="colour" style="color: rgb(85\, 85\, 85);">硬件方面：本项目是基于Develop_24_A1开发板（系本人自己开发），< span class="font">< /span>< /span>< span class="colour" style="color: rgb(68\, 68\, 68);">·        < /span>< span class="colour" style="color: rgb(85\, 85\, 85);">Develop_24_A1开发板主控芯片采用ST公司的STM32F103C8T6，由于算法是自己自主编写的，可以任意移植到有类似功能的芯片。MOS驱动芯片采用(IR2101S)或(NCP5106B)，MOS采用< /span>< span class="colour" style="color: rgb(68\, 68\, 68);"><a href="https://item.szlcsc.com/96475.html" title="NCE80H11D / TO-263-2" target="_blank">< span class="colour" style="color: rgb(0, 147, 230);">NCE80H11D < /span></a>/ TO-263-2< /span>< /a>/ TO-263-2< /span>< span class="colour" style="color: rgb(85, 85, 85);">（80V,105A,8mΩ）< /span>< span class="colour" style="color: rgb(68, 68, 68);">< span class="size">< /span>< /span>< span class="colour" style="color: rgb(85, 85, 85);">相电流采样采用霍尔电流传感器芯片ACS712ELCTR-05B（最大量程±5A）,输出5V模拟信号通过运放（MCP6002）把模拟信号转换成3.3V模拟信号输入到单片机（本项目采样单电阻采样，故霍尔电流传感器芯片主要方便于示波器监测相电流波形）。三相下臂采用3个采样电阻，通过运放（LMV324ID）偏置放大，输入到单片机（本项目采样单电阻采样，故3电阻采样电阻将短路处理）。三相下臂集中到单电阻采样，通过运放（MCP6002）偏置放大，输入到单片机，并有短路保护电路。芯片有2路PWM输出经RC滤波，可以监测寄存器模拟信号波形，实时了解电机运行状态。< span class="font">< /span>控制电路电源通过LM2576把24V电压转换成单路15V电源（给MOS驱动芯片供电），然后再通过一路LM2576把15V电压转换成单路5V电源（给电机霍尔元件供电，霍尔电流传感器供电），再通过LDO稳压芯片1117-3.3将5V电压转换成单路3.3V电源（提供给单片机供电）。< span class="font">< /span> 软件方面：< span class="font">< /span>编程环境选用ARM官方专业软件KEIL-MDK，配合ST官方的外设库文件，非常方便。控制程序中< span class="font">< /span>1．首先定义电角度分辨率，然后根据电角度分辨率做出SINE表。然后开环设置VD,VQ电压参数，经反坐标变换，形成SVPWM波，让PWM输出SVPWM进行开环运行。< span class="font">< /span>2．加入电流读取程序，确认电流波形类似正弦波，然后电流坐标变换，最后变换出ID,IQ电流参数，< span class="font">< /span>3.  加入电流PID闭环程序，调节PID参数，让电机运行稳定后再加入速度PID闭环程序，调节PID参数让电机运行稳定。< span class="font">< /span>< /span> *  4、项目材料清单展示 Develop_24_A1电机开发板                                    1块 24V  120W开关电源                                             1套 EL57BL03-75-55636A-  带传感器无刷电机              2台 电机安装架                                                         1副 皮带及皮带轮                                                      1副 发电机负载电阻                                                   1套</p> <p>< br> <em>  5、项目图片上传           5.1、PCB上印制大赛logo图片，若无视为放弃参赛        “见附件开发板特写0.jpg”           5.2、项目其它图片                                                      “见附件开发板特写1.jpg”、 “见附件开发板特写2.jpg”、 “见附件电机与负载.jpg”、 “见附件坐标变换部分代码特写.jpg” </em>   6、演示您的项目并录制成视频上传           6.1、视频上传大赛官网           6.2、B站视频标题和链接                 1. "第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试"‘<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1Ft4y1q7kH/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1Ft4y1q7kH/</a>"                 2."第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-ID电流的波形""<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1T64y1F7BS/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1T64y1F7BS/</a>"                 3."第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-IQ电流波形""<a href="https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1e7gY/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1e7gY/</a>"                 4."第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-单电阻采样电流分解后与霍尔电流采样的波形对比""<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1pv411C7hu/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1pv411C7hu/</a>“                 5.”第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-霍尔位置角的波形“”<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1m54y1C7XS/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1m54y1C7XS/</a>“                 6.”第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-根据霍尔位置角合成的SINE波形“<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1bK4y1a79w/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1bK4y1a79w/</a>“                 7.”第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-霍尔电流传感器输出IQ电流波形“<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1J54y1m7RQ/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1J54y1m7RQ/</a>”                 8.“第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-部分代码视频”“<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1i5411b7gH/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1i5411b7gH/</a>”                 9.“第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-功能演示&性能测试-130转低速”“<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1Yv41117bG/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1Yv41117bG/</a>”                10."第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-自我介绍""<a href="https://www.bilibili.com/video/BV11p4y1e7JF/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV11p4y1e7JF/</a>"                11."第五届立创电子设计大赛：《带hall传感器的BLDC无刷电机的单电阻采样FOC矢量控制》项目-项目介绍""<a href="https://www.bilibili.com/video/BV17z4y1Z7vU/" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV17z4y1Z7vU/</a>"</p> <p>< span class="colour" style="color:rgb(170, 170, 170)">< span class="size" style="font-size:12px">注意事项：①：视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；②：视频上传：请同步上传至大赛官网和B站（<a href="www.bilibili.com" target="_blank">www.bilibili.com</a>），B站人气TOP10项目将获得1000-5000元现金奖励，其它上传项目获得100元立创商城无门槛券；③：视频标题：第五届立创电子设计大赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如第五届立创电子设计大赛：《自动驾驶》项目-团队介绍。< /span>< /span>< br> < br> <em>  7、是否首次公开发布      “首次发表”           7.1、项目之前是否发表过或获奖，请说明      “首次发表”           7.2、若项目是在原有基础上优化，请说明优化部分     “无” </em>  8、开源文档     “见附件” *  9、参考文献     “见附件”</p> <p>点击链接了解更多详情：<a href="https://www.szlcsc.com/go/dsxq" target="_blank">https://www.szlcsc.com/go/dsxq</a></p>