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直流无刷电机方波控制原理

2022-01-08 485

直流无刷电机方波控制的理论基础。方波控制也称为六步控制。在一个电循环中,电机只有六个状态,或者定子电流有六个状态(三相桥臂有六个开关状态)。每个当前状态可以看成一个方向的矢量转矩,六个矢量逐级有规律地转换。矢量的旋转方向决定了电机的旋转方向(顺时针或逆时针),电机的转子会同步旋转。在方波控制中,主要控制两个变量,一个是对应电机转子位置的开管状态。有霍尔时通过霍尔信息获取转子位置,无传感器时通过反电动势信息获取转子位置,从而确定开管状态;二是PWM占空比控制,通过控制占空比来控制电流,从而控制转矩和转速。方波算法的实现步骤

霍尔方波控制:

1.读取母线电流采样的AD值,计算母线电流

2.电流环计算应给定的 PWM 占空比,并将电流控制到给定的电流大小

3.读取霍尔状态,根据霍尔状态与三相桥臂开启状态的关系数组,得到对应的开启状态、霍尔状态的每个跳沿和三相桥臂的时间点(也称为换相点)状态切换。

4.霍尔相邻状态之间的扇区是一个电周期的六分之一,即60。定时器可以记录60扇区所用的时间,从而计算出当前频率,得到电机转速。

5.以电流环为内环,速度环为外环,对电机进行闭环控制,如霍尔方波控制框图所示。霍尔方波控制,电机启动时,电机转子位置已知,直接用霍尔状态对的矢量转矩拉动电机即可启动电机,可直接闭环控制.

BEMF方波控制:

1.读取母线电流采样的AD值,计算母线电流。

2.电流环计算应给定的 PWM 占空比,并将电流控制到给定的电流大小

3.保持一个开管状态(即保持一个方向矢量定位),然后按照一定的频率改变开管状态,并按规律增加和改变频率。达到开关电频率,然后切换到反电动势模式。

4.使用频率较高的定时器来中断和读取相位比较器的输出状态。如果相位比较器的输出电平翻转,则表示反电动势产生过零。此时,读取定时器D的时基计数值,保存,然后清定时器D,配置定时器D比较寄存器0的比较值,启动定时器D开始计时,直到PWMD0中断发生,改变中断时的开关管状态,即找到零交叉点,延迟30个电角的相变。

5.以电流环为内环,速度环为外环,对电机进行闭环控制。对于BEMF方波控制,当电机启动时,电机转子的位置是未知的,因此需要采用外同步方式启动电机,这样定子电流才能驱动电机转子按照给定的运行大小和频率,然后电机可以切换到反电动势模式运行电机,并运行速度和电流的闭环控制。
直流无刷电机

直流无刷电机KV值的含义。什么是 KV 值?直流无刷电机的KV值从高到低变化,范围从1000-2000到5000-6000,表示电压每增加1伏,转速增加的值。对于无刷直流电机,该值是一个常数。但同样尺寸的直流无刷电机,绕组匝数大,KV值低,高输出电流小,但转矩大,绕组匝数小,KV值高,高输出电流大,但转矩小。当然,不能以KV值的大小来判断电机的好坏,因为不同的KV值有不同的应用。深刻理解。假设直流无刷电机低压环境为12V,KV值偏低。由于转速低,适合搭配较小的减速比,依靠较大的负载来增加电流,输出较大的功率。对于KV值高的,由于转速较高,适用于较大的减速比。在满足输出功率的情况下,应减少负载,避免电流过大。假设直流无刷电机的高压环境为220V,KV值较低。在这种电压环境下,可以达到更高的转速,良好的扭矩,理想的。需要配合更大的减速比。在满足输出功率的情况下,需要降低负载,避免电流过大。如果 KV 值高,则说明此环境下的转速过高。为避免电流过大,应尽量减少负载,并使用其高转速。当然,也可以将所需的KV值发给我们,我们会测量并推荐合适的型号,包括电机和驱动器。
直流无刷电机

直流无刷电机真空泵以直流无刷电机为动力,电机的圆周运动通过机械装置使泵内的隔膜往复运动,使泵腔内具有一定体积的空气被压缩拉伸形成真空(负压),泵吸入口与外界大气压之间产生压力差。在压差的作用下,气体被压(吸)入泵腔,然后从排气口排出。微型真空泵一般采用直流电机,交流电机的体积不能很小。直流无刷电机真空泵的使用寿命比有刷电机长得多。

直流无刷电机真空泵的优点

1.使用寿命长:采用更好的原材料、设备和技术制造泵组件,可以成倍提高使用寿命;所有运动部件均采用耐用产品,配合优质无刷电机,全方位提高泵的使用寿命。

2.无刷电机技术:

(1)PWM调速功能:泵的流量可以通过电路直接调节(PWM脉宽调制),完全无需阀门调节,从而简化气路系统,满足不同负载、恒流等多种应用速度。
(2)电机反馈功能:有电机速度反馈信号(FG)线,可以知道泵的流量变化。通过FG信号和PWM功能的配合实现闭环控制非常方便,让您的系统更加智能。远远优于目前大多数电机的开环控制(给定信号调整,电机完成动作后结束,是否达到,达到多少无法确定,更不用说根据反馈进行下一步控制了)。
(3)电机启停功能:控制不同电压(0~5V)控制启停。
(4)还有其他丰富的调速功能(内置点位控制器、外接电位器、模拟信号、脉冲频率等)。
(5)低干扰:与有刷电机不同,会有噪音污染电源,干扰电子元件,甚至导致控制电路和液晶屏死机;它不会干扰控制电路。

(6)具有过温、欠压、过载保护的自我保护功能。





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