【极海APM32M3514电机通用评估板】使用APM32M3514的FOC SDK包驱动电机

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【极海APM32M3514电机通用评估板】使用APM32M3514的FOC SDK包驱动电机 [复制链接]

 

1.什么是FOC

FOC是Field Oriented Control(磁场定向控制)电机控制技术，也称矢量控制，可以提高 电机的效率，控制稳定性和精度，广泛用于无刷直流电机(BLDC)，永磁同步电机(PMS),感应电机等。

优点：

是精度高，平稳性好，高效性和可扩展性。

缺点：

是对实时性要求高，成本高，复杂性高且需要准确的电机参数，否则会影响控制效果

2.FOC框图及原理

2.1.FOC功能框图

 

从框图中可以看出主要涉及电流PID，电压PID，Clark变换，PARK变换，PARK逆变换、Clarke逆变换和位置与速度估算器几部分。

2.2.FOC原理

在启动时，采集a,b两相电流，经过Clarke变换后，得到两轴正交电流量，将经理变换后得到的正交电流量Id, Iq，其中Iq与转矩有关，Id与磁通有关，与输入参考一起分别送到PI调节器，得到Vq和Vd，再经过Park逆变换，得到Va和Vβ，这两个量送到位置与速度估算器得到速度和电机位置，同时送到Clark逆变换得到实际需要的三相电压给逆变桥，驱动电机转动。

3. APM32M3514 FOC驱动SDK的电机参数配置

通过上述介绍，知道了什么是FOC，FOC的基本原理，也明白了电机参数的重要性，下面我将根据我手上的电机参数对SDK进行适配，并驱动电机。

3.1.BLDC电机参数

我使用的电机是时代超群的57BL75S10-230TF9，24VDC，3000RPM， 100W具体参数如图

 

电机的接线如下：

 

3.2.SDK中参数的适配

该SDK包的参数配置在User/Inc下的Parameter.h文件中，

3.2.1.配置主频，PWM频率，采样电阻，参考电压及速度调节旋钮的有效值范围等值宏如下所示

 

3.2.2.电机的参数配置及调节，如下图所示

 

3.2.3.电机的速度范围配置，过流保护及速度环调节值限制，偏置保护电压设置等

 

4.电机启动参数适配中遇到问题

4.1，常见问题1：电机参数适配后，调节速度旋钮启动电机，电机无法启动或者抖动。

我在适配参数后，遇到电机无法启动且电机抖动，有时也会出现左右来回转一下，通过查询网上的文章和熟悉FOC算法后，在确认电机参数正确后，怀疑是Id和Iq的初始化参数不适配，导致电机在启动时，强拖电机，又于磁场差值小，导致启动失败，这个时候加大Id和Iq的差值，强行扡动电机运行。故修改Id和Iq，不断尝试，最终让电机正常运行。

4.2.电机启动转速不平稳

通过观察分析，发现电机在启动后，突然转速上升很快，然后又降下，这样反复几次后，速度才能稳定下来，经过分析，是速度环的PID参数配置有问题，于是用示波器查看三相电压输出波形，调度PID参数，就可以解决该问题，如果没有示波器，也可以使用听转速声音的方法，解决该问题。

5.电机整机运行图

所有参数调试正常后，运行如视频所示，启动也平稳。

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Jacktang

看了楼主的介绍，大概明白了什么是FOC，FOC的的原理，也明白了电机参数的性能

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Jacktang 发表于 2025-1-6 07:45 看了楼主的介绍，大概明白了什么是FOC，FOC的的原理，也明白了电机参数的性能

谢谢！我也是在学习中