【代码库】基于MCX E31B的三相永磁同步电机磁场定向控制解决方案_电路方案

基于MCX E31B的三相永磁同步电机磁场定向控制解决方案

本应用笔记介绍了在NXP MCX E31B MCU上实现无传感器FOC的方法。有关如何使用此软件的完整说明，请参阅AN14797 。

用于永磁同步电机无传感器控制的演示代码使用了以下恩智浦平台：
• FRDM-MCXE31B
• 低压三相永磁同步电机控制自由开发平台 (FRDM-MC-LVPMSM)
• 电机型号：LINIX 45ZWN24-40 或 Teknic M-2310P

电路板：FRDM-MCXE31B

类别：电机控制

外设：ADC、PWM

工具链：MCUXpresso IDE、VS Code

1. 软件

下载并安装MCUXpresso IDE V25.06 或更高版本。
SDK250900FRDM-MCXE31B
下载并安装最新版本的FreeMASTER（3.2.2.2）。
从 Git 存储库an-mc-pmsm-mcxe31B下载代码。
Visual Studio Code 的 MCUXpresso：此示例支持 Visual Studio Code 的 MCUXpresso，有关如何使用 Visual Studio Code 的更多信息，请参阅此处。
（可选）点击此处下载 GUI Guilder（1.8.0 GA）。

2. 硬件

FRDM-MCXE31B 板
FRDM-MC-LVPMSM
电机：Linix 45ZWN24-40或 Teknic M-2310P
USB Type-C 线缆
个人电脑

3. 设置

3.1 硬件设置

将FRDM-MC-LVPMSM扩展板连接到FRDM-MCXE31B板的J1~J4 Arduino 连接器。按照相序将电机的三相线连接到FRDM-MC-LVPMSM上的J7连接器。

适用于电机 LINIX 45ZWN24-40：
白色宽线 - A相；
蓝色宽线- B相；
绿色宽线- C 相。

对于 Teknic M-2310P 电机：
黑色宽线- A相；
红色宽线- B相；
白色宽线- C 相。

使用24V电源适配器通过J6接口为FRDM-MC-LVPMSM开发板供电。使用 USB Type-C 数据线通过J13接口连接到FRDM-MCXE31B开发板。编译完成后，使用工具栏中的调试按钮下载代码。根据板载调试器的固件版本，在“调试方式”中选择CMSIS-DAP或J-Link 。

3.2 导入项目

打开 MCUXpresso IDE，在快速入门面板中，选择“从应用程序代码中心导入”。
在搜索栏中输入演示名称。
点击“复制 GitHub 链接”，MCUXpresso IDE 将自动检索项目属性，然后点击“下一步”。
选择主分支，然后单击“下一步”>，选择 MCUXpresso 项目，单击“完成”按钮完成导入。
点击“生成”开始编译项目。
从工具栏中选择GUI 烧录工具，将可执行文件编程到开发板。

3.3 用户界面

该应用程序包含演示模式，用于演示电机旋转。您可以使用用户按钮或 FreeMASTER 来操作它。

NXP 开发板包含一个用户按钮，该按钮与端口中断相关联（每次按下按钮时都会产生中断）。在中断服务例程 (ISR) 开始时，会执行一段简单的逻辑，并将中断标志清除。按下按钮后，演示模式启动。再次按下同一个按钮，应用程序停止并返回到停止状态。
与演示模式交互的另一种方法是使用 FreeMASTER 工具。FreeMASTER 应用程序由两部分组成：用于变量可视化的 PC 应用程序和运行在嵌入式应用程序中的软件驱动程序集。串行接口用于在 PC 和嵌入式应用程序之间传输数据。该接口由板载调试器提供。

使用 FreeMASTER 进行远程控制（下一章）：在 FreeMASTER 变量监视器中设置变量

3.4 电机配置

项目源文件夹中有两个电机参数和控制参数头文件，分别是“m1pmsmappconfig.h” （用于LINIX 45ZWN24-40）和“m2pmsmappconfig.h”（用于Teknic M-2310P）。
如果使用LINIX 45ZWN24-40，则默认情况下应将m1pmsmappconfig包含在头文件m1smsnsless.h
（an-mc-pmsm-mcxe31Bmotorcontrolpmsmpmsmfloatmcstatemachine）中。如果使用Teknic M-2310P，则需要将包含的文件更改为m2pmsmappconfig。
按下SW2可运行或停止电机。按下SW3可停止电机。

3.5 使用 FreeMASTER 进行远程控制

本节提供有关使用 FreeMASTER 控制有传感器/无传感器 PMSM 磁场定向控制 (FOC) 应用的工具和推荐程序的信息。

您可以从www.nxp.com/freemaster下载最新版本的 FreeMASTER 。要运行包含 MCAT 工具的 FreeMASTER 应用程序，请双击位于 middlewaremotorcontrolfreemaster 目录下的 pmsmfloat.pmpx 文件。

文件夹。FreeMASTER 应用程序启动，并根据 *.pmpx 文件中的定义自动创建环境。

注意：在 MCUXpresso 中，FreeMASTER 应用程序可以直接从 IDE 的 motor_control/freemaster 文件夹中运行。

将项目从您选择的 IDE 下载到 MCU 并运行它。
打开 FreeMASTER 项目 pmsm_float.pmpx
要建立通信，请点击通信按钮（左上角的绿色“GO”按钮）。
如果通信成功建立，右下角的 FreeMASTER 通信状态将从“未连接”变为“RS-232 UART 通信；COMxx；速度=115200”。否则，将出现 FreeMASTER 警告弹出窗口，如下所示：
通过向变量监视器中的控制变量写入数据来控制永磁同步电机。
如果在Teknic M-2310P上使用基于正交编码器的传感器控制，则在3. 速度控制监视子块的变量监视窗口中，将M1 MCATPOSESensor值切换为1（无传感器控制的默认值为0 ）。