导言

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如上所示，本次实验使用中空三相无刷电机 + STM32F405的FOC电机控制板。

项目地址：

• Gitee (国内): https://gitee.com/wallace89/MCU_Develop/tree/main/simplefoc15_stm32f405_6_phrase_pwm
• GitHub: https://github.com/q164129345/MCU_Develop/tree/main/simplefoc15_stm32f405_6_phrase_pwm
  
  

一、电机开发板的三相逆变电路分析

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如上图所示，simpleFOC的源码提供两种PWM驱动：

1. 3PWM
2. 6PWM

选择哪种驱动，取决于开发板的三相逆变电路的设计。


如上所示，从MCU端的TIM1发出6路PWM信号到EG2134，EG2134控制6个MOS组成三相逆变电路。最后，输出端口J14连接三相无刷电机的U、V、W。

FOC控制的三相逆变电路其实很简单！

二、simpleFOC源码移植

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2.1、BLDCDriver6PWM

三、代码

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3.1、BLDCDriver6PWM.cpp

3.2、BLDCDriver6PWM.h

3.3、main.cpp

四、测试

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如上所示，当ARR设置16800/2时，相当于10KHz频率。

五、细节补充

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5.1、三相PWM的频率一般设置多少？

典型推荐值：

应用场景	推荐PWM频率范围
工业电机中低速，高功率）	8kHz ～ 20kHz
消费电子（低噪音要求）	20kHz ～ 40kHz
精密伺服控制系统	20kHz ～ 60kHz
小型无刷风扇、电动车轮毂	5kHz ～ 30kHz

在**FOC（Field Oriented Control）控制三相无刷电机（BLDC 或 PMSM）**的应用中，PWM频率的选择非常关键，它会影响电机的控制精度、效率、发热情况以及电磁噪声等。通常，合适的PWM频率取决于以下几个因素：

1. 电机驱动器的硬件能力

   • MCU的PWM分辨率（时钟频率/定时器位数）是否足够支持高频率；
   • MOSFET或IGBT的开关能力；
   • 电流采样滤波器的响应速度。

2. 电机参数

   • 感抗（电感较大时，可使用较低频率）；
   • 最大工作转速和极对数影响感应电压，进而影响调制。

3. 电流环控制带宽（采样周期）

   • 一般建议：PWM频率应为电流环采样频率的2倍或以上。
   • 比如：若电流环控制频率为10kHz，PWM应为20kHz或更高。

4. EMI与电磁噪声

   • 20kHz通常可以避开人耳听觉范围，减少噪声；
   • 高频带来更多的开关损耗，需平衡噪声与效率。

总的来说，我个人偏向PWM频率设置20kHz。所以，本项目的STM32F405的TIM ARR寄存器将改为 16800/2/2 = 4200。