基于ARM的无刷直流电机调速系统

高振天 袁 玮

（郑州机电工程研究所，郑州 450015）

无刷直流电机的应用已从最初的航空、军事设施领域扩展到了办公自动化、家用电器、工业过程控制、精密机床和汽车电子等工业和民用领域。有专家认为无刷直流电机将作为信息时代的主要执行部件在各行各业得到最广泛的应用。尤其近年来国内电动车的普及，同时随着环保、节能的社会号召，电动汽车也应运而生，还有大部分家用电器，无不预示着无刷直流电机应用的飞速发展。

传统的电机调速系统往往以普通的8位微控制器或性能强大的DSP作为控制核心，前者需要附加多种接口，实时性差，指令功能不强，运算速度慢，应用很受限制；而后者的价格较高，开发门槛高，可选择性差，只适合做一些中高端的应用。

基于 ARM 核的微控制器的出现较好地解决了以上问题，ARM处理器资源丰富，具有良好的通用性，其主要特点是高性能、低功耗、低成本。因此，本文基于ARM处理器LM3S2739，以当前应用广泛的无刷直流电机为研究对象，应用闭环调速策略，设计了一个全数字闭环调速系统。

1 系统组成及工作原理

系统硬件组成如图1所示。由图可知，系统主要由电源电路、控制电路、驱动电路、位置检测电路以及检测保护电路等组成。

2 模块电路设计

根据图1中的系统组成框图，下面以模块电路的形式逐一介绍各个电路的功能及其实现。

2.1 电源电路

电源模块的输入为 220VAC、50Hz，提供 6路输出：+15V-ISO、+5V-ISO、+15V、-15V、+5V、+3.3V，其中前两路与其他各路隔离。开关芯片采用PI公司生产的TOP260EN，此芯片在开放式模式下，其输出功率可达275W，能满足设计要求。……