基于RT-Thread-nano的无刷直流电机启动系统、方法和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RT

【技术实现步骤摘要】
基于RT
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Thread
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nano的无刷直流电机启动系统、方法和设备


[0001]本专利技术涉及电力电子与电气传动
，具体为一种基于RT
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Thread
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nano的无刷直流电机启动系统、方法和设备。

技术介绍

[0002]电机有各式各样的种类，而无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor，BLDC)是当今最理想的调速电机。它集直流电机与交流电机的优点于一身，既有直流电机良好的调整性能，又有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。无刷直流电机克服了有刷直流电机的先天性缺陷，以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。
[0003]BLDC实质上为采用直流电源输入，并用逆变器变为三相交流电源，是一种带位置反馈的永磁同步电机。BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。对于闭环速度控制，有两个附加要求，即对于转子速度或电机电流以及PWM信号进行测量，以控制电机速度功率。BLDC电机可以根据应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。大多数应用仅要求速度变化操作，将采用6个独立的边排列PWM信号。如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转，推荐使用补充的中心排列PWM信号。为了感应转子位置，BLDC电机采用霍尔效应传感器来提供绝对定位感应。然而传统的针对无刷直流电机的启动方法存在着启动速度慢和不稳定的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种基于RT
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Thread
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nano的无刷直流电机启动系统、方法和设备。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于RT
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Thread
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nano的无刷直流电机启动系统，包括：MCU最小系统、电位器调速电路、功率管驱动电路、三相逆变电路、电压电流采集电路和霍尔信号采集电路；其中，所述MCU最小系统分别与所述电位器调速电路、所述功率管驱动电路、所述电压电流采集电路和所述霍尔信号采集电路连接；所述功率管驱动电路的输出端与所述三相逆变电路的输入端连接；所述三相逆变电路的输出端与目标无刷直流电机连接；所述电压电流采集电路和所述霍尔信号采集电路均与所述目标无刷直流电机连接；所述电压电流采集电路，用于对所述目标无刷直流电机进行模拟信号采样；所述霍尔信号采集电路，用于采集所述目标无刷直流电机的三相霍尔信号；所述电位器调速电路，用于获取转速参考指令；所述MCU最小系统的RTOS操作系统包括RT
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Thread
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nano，用于执行所述无刷直流电机启动系统的主函数循环，同时使能DMA中断和定时器中断，输出所述目标无刷直流电机的控制指令；所述功率管驱动电路，用于将所述控制指令转换为逆变器控制信号；所述三相逆变电路，用于基于所述逆变器控制信号控制所述目标无刷直流电机运行。
[0006]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于RT
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Thread
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nano的无刷直流电机启动
方法，应用于基于RT
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nano的无刷直流电机启动系统；所述无刷直流电机启动系统与目标无刷直流电机电连接；所述方法包括：对所述无刷直流电机启动系统进行初始化操作；执行所述无刷直流电机启动系统的主函数循环，同时使能DMA中断和定时器中断；其中，所述DMA中断包括：对所述目标无刷直流电机进行模拟信号采样，并基于采样信号判断所述目标无刷直流电机是否存在过流状态和过压状态；所述定时器中断包括：基于所述目标无刷直流电机的三相霍尔信号的不同组合计算电机实际转速；基于所述目标无刷直流电机是否存在过流状态和过压状态设置系统标志位；基于所述电机实际转速、电机预设转速和所述系统标志位，对所述目标无刷直流电机进行PID控制；所述主函数循环包括：基于所述系统标志位控制所述目标无刷直流电机的运行和停止。
[0007]进一步地，所述无刷直流电机启动系统包括RT
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Thread
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mamo实施操作系统；对所述无刷直流电机启动系统进行初始化操作，包括：对所述RT
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Thread
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mamo实施操作系统进行初始化；对所述电机启动系统的底层驱动进行初始化；对所述电机启动系统的系统变量和控制参数进行初始化。
[0008]进一步地，所述DMA中断的优先级高于所述定时器中断和所述主函数循环的优先级，所述定时器中断的优先级高于所述主函数循环的优先级。
[0009]进一步地，所述DMA中断，还包括：采集所述目标无刷直流电机的直流电压模拟信号和电流模拟信号；基于所述目标无刷直流电机的电机实际转速和电机预设转速，确定电流环阈值；所述电流环阈值包括电压阈值和电流阈值；若所述直流电压模拟信号超过所述电压阈值的次数达到预设次数，则确定所述目标无刷直流电机处于过压状态；若所述电流模拟信号超过所述电流阈值的次数达到所述预设次数，则确定所述目标无刷直流电机处于过流状态。
[0010]进一步地，所述系统标志位包括过压标志位、过流标志位和运行标志位；所述定时器中断，还包括：判断所述目标无刷直流电机是否处于过压状态；如果是，则设置所述过压标志位为1，并设置所述运行标志位为0；如果否，则设置所述过压标志位为0；判断所述目标无刷直流电机是否处于过流状态；如果是，则设置所述过流标志位为1，并设置所述运行标志位为0；如果否，则设置所述过流标志位为0；若所述目标无刷直流电机处于非过压状态和非过流状态，则设置所述运行标志位为1。
[0011]进一步地，所述主函数循环还包括：若所述运行标志位为1，则控制所述目标无刷直流电机运行；若所述运行标志位为0，则控制所述目标无刷直流电机停止。
[0012]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面所述的方法。
[0013]本专利技术提供了一种基于RT
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nano的无刷直流电机启动系统、方法和设备，主控MCU最小系统的RTOS实时操作系统采用RT
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Thread的极简版硬实时内核版本RT
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nano，通过两个中断函数实现无刷直流电机稳定快速启动，缓解了传统的针对无刷直流电机的启动方法存在着启动速度慢和不稳定的技术问题。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施
方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RT
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Thread
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nano的无刷直流电机启动系统，其特征在于，包括：MCU最小系统、电位器调速电路、功率管驱动电路、三相逆变电路、电压电流采集电路和霍尔信号采集电路；其中，所述MCU最小系统分别与所述电位器调速电路、所述功率管驱动电路、所述电压电流采集电路和所述霍尔信号采集电路连接；所述功率管驱动电路的输出端与所述三相逆变电路的输入端连接；所述三相逆变电路的输出端与目标无刷直流电机连接；所述电压电流采集电路和所述霍尔信号采集电路均与所述目标无刷直流电机连接；所述电压电流采集电路，用于对所述目标无刷直流电机进行模拟信号采样；所述霍尔信号采集电路，用于采集所述目标无刷直流电机的三相霍尔信号；所述电位器调速电路，用于获取转速参考指令；所述MCU最小系统的RTOS操作系统包括RT
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nano，用于执行所述无刷直流电机启动系统的主函数循环，同时使能DMA中断和定时器中断，输出所述目标无刷直流电机的控制指令；所述功率管驱动电路，用于将所述控制指令转换为逆变器控制信号；所述三相逆变电路，用于基于所述逆变器控制信号控制所述目标无刷直流电机运行。2.一种基于RT
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nano的无刷直流电机启动方法，其特征在于，应用于基于RT
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nano的无刷直流电机启动系统；所述无刷直流电机启动系统与目标无刷直流电机电连接；所述方法包括：对所述无刷直流电机启动系统进行初始化操作；执行所述无刷直流电机启动系统的主函数循环，同时使能DMA中断和定时器中断；其中，所述DMA中断包括：对所述目标无刷直流电机进行模拟信号采样，并基于采样信号判断所述目标无刷直流电机是否存在过流状态和过压状态；所述定时器中断包括：基于所述目标无刷直流电机的三相霍尔信号的不同组合计算电机实际转速；基于所述目标无刷直流电机是否存在过流状态和过压状态设置系统标志位；基于所述电机实际转速、电机预设转速和所述系统标志位，对所述目标无刷直流电机进行PID控制；所述主函数循环包括：基于所述系统标...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵致远，丁琳，张洪军，岳峰，史志伟，陈继洪，董金才，
申请(专利权)人：南京国电南自软件工程有限公司，
类型：发明
国别省市：