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用ST72141實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的控制
摘要：意法半導(dǎo)體的ST72141是專門用在無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）控制的單片機(jī)。內(nèi)部包含意法半導(dǎo)體自有的反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)專利技術(shù)，專門用于電機(jī)控制的片內(nèi)外設(shè)，大大減少了電機(jī)控制系統(tǒng)的成本，簡(jiǎn)化了電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC） 單片機(jī) 電機(jī)控制
引 言
1 概 述
ST72141是ST公司專門用于同步電機(jī)控制的一款單片機(jī)，特別適合3相無(wú)刷直流電機(jī)的控制。無(wú)刷直流電機(jī)可用于工業(yè)控制、汽車電子產(chǎn)品、電冰箱、空調(diào)、壓縮機(jī)和風(fēng)扇等產(chǎn)品。無(wú)刷直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是效率高、工作噪聲低、體積小、可靠性好和壽命長(zhǎng)。
ST72141是ST7微控制器家族產(chǎn)品中的一員。它包括A/D轉(zhuǎn)換和SPI接口，有專門用于無(wú)刷直流電機(jī)控制的片內(nèi)外設(shè)，可選擇帶傳感器模式和不帶傳感器模式。
ST7片內(nèi)的電機(jī)控制電路可看成是一個(gè)脈寬調(diào)制多路復(fù)用器。它有6路輸出和1個(gè)用在無(wú)刷直流電機(jī)不帶傳感器控制時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)零點(diǎn)檢測(cè)電路。
ST72141的電機(jī)控制外設(shè)有4個(gè)主要的部分：
◇ 去磁結(jié)束和反電動(dòng)勢(shì)零點(diǎn)的檢測(cè)電路；
◇ 延遲管理電路；
◇ PWM管理電路（需要PWM信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)）；
◇ 通道管理電路。
ST72141在無(wú)刷直流電機(jī)中的典型應(yīng)用如圖1所示。
圖2 6步長(zhǎng)120度的驅(qū)動(dòng)模式
2 無(wú)刷直流電機(jī)的基本原理
無(wú)刷直流電機(jī)包含2個(gè)同軸的磁性電樞：外部電樞，即固定的定子；內(nèi)部電樞，即可動(dòng)的轉(zhuǎn)子。定子是電機(jī)的引導(dǎo)部分；轉(zhuǎn)子是電機(jī)的感應(yīng)部分。無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)部電樞的轉(zhuǎn)子是一個(gè)永磁體。這個(gè)電樞由恒流源供電。定子可以有多相（這里以3相為例）。電機(jī)是同步電機(jī)。無(wú)刷永磁體直流電機(jī)是同步電機(jī)，定子的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)子的機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度相同。
反電動(dòng)勢(shì)是使用ST72141在不帶傳感器模式下驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)。反電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、流過(guò)轉(zhuǎn)子的磁通和相應(yīng)繞組的轉(zhuǎn)子數(shù)目成正比。
繞組產(chǎn)生的力矩大小與電流和磁通量成正比關(guān)系。
ST72141提供2種控制方式：電壓模式和電流模式。 電流模式下可以直接按比例調(diào)節(jié)力矩；電壓模式下可以調(diào)節(jié)速度，設(shè)置力矩限閾值（即電流的閾值）。
3 ST72141用于無(wú)刷直流電機(jī)控制
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