直流無刷電動自行車控制器正弦波解決方案

方案概述

隨著技術的更新換代，電動車電機的控制方案也在不斷的更新與進步。磁場定向控制（Field Oriented Control ，FOC）也越來越多地被應用到電動車控制器上，相比較之前的方波控制方案降低了轉矩脈動，從而消除了轉矩脈動所產生的噪聲；沒有方波控制的去磁和增磁反應，降低電機發熱；同時提高了系統效率，并且增大了最大轉矩。

正弦波控制解決方案為純正弦五段式單電阻FOC控制，不是假正弦和偽矢量。PWM載波為16K。

本弦實現方式不是查表，而是真正的數學函數，控制更加精確。

G80F960A有增強的內核乘除法，所以可以實現正弦矢量算法，同時提供乘除法等內部算法函數庫。

本正弦方案的轉把作為占空比的輸入，反饋電流環作為補償值，所以通用性較好。

系統結構

電動自行車控制器正弦波控制采用8位高性能51內核的G80F960A作為主控芯片，電動自行車控制器正弦波控制的系統結構如下圖所示。

方案優勢

噪音更低，騎行更平穩、效率更高，續航時間更長、降低電機發熱，提高電機壽命、對霍爾傳感器安裝位置要求不高、電流變化平穩，過沖小、弱磁控制，提高最高轉速。

采用高性能的51內核的G80F960A微控制器作為主控芯片。G80F960A是一種高速高效率8051兼容單片機。在同樣振蕩頻率下，較之傳統的8051芯片具有運行更快速，性能更優越的特性。

G80F960A保留了標準8051芯片的大部分特性，包括內置256字節RAM和2個16位定時器/計數器。此外，

G80F960A還集成了1280字節外部 擴展RAM，以及存儲程序的16K字節flash，此外還集成2K類EEPROM，用于在系統掉電后保存數據。

G80F960A還集成了兩個多輸入模擬比較器,兩路放大器，12位集成數字比較功能的高速ADC，以及6輸出帶死區

    時間控制的電機控制PWM模塊,非常適合于直流無刷電機/永磁同步電機控制。

此外，G80F960A集成了看門狗定時器，上電復位和低電壓復位等功能，提供了2種低功耗省電模式。

技術規格

1、正弦波控制資源特點:

■      主頻最高xxM, 1T機器周期

■      內部雙序列高速AD，最快采樣速度1us

■      內部集成雙高速運算放大器

■      內含16×16單周期乘法器和移位器，32/16 8周期除法器

■      配套軟件提供IQMath算數庫，Park / Clark / IPark變換庫

■      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:

■      自動測相功能

■      限流控制

■      過流保護

■      堵轉保護

■      欠壓保護

■      防飛車功能

■      自動巡航

■      助力功能

■      電子剎車與反充電功能

■      倒車功能

■      防盜功能

直流無刷電機的正弦波控制器實物圖

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