无感无刷电机笔记

合集下载

无感无刷电机控制电路知识点

无感无刷电机控制电路知识点

无感无刷电机控制电路知识点
无感无刷电机控制电路是一种常见的电机控制方案,其特点是具有高效、低噪音和可靠性强等优点。

下面将从控制原理、电路设计和应用场景三个方面进行介绍。

一、控制原理
无感无刷电机控制电路的核心是通过传感器检测电机转子位置,然后按照一定的算法控制电流进行驱动。

与传统的有刷电机相比,无感无刷电机不需要刷子与转子直接接触,大大减少了摩擦和磨损,提高了电机的寿命和稳定性。

二、电路设计
无感无刷电机控制电路通常由功率电路和控制电路两部分组成。

功率电路主要包括电机驱动芯片、功率管和滤波电路等,用于将控制信号转化为电机驱动所需的高电流和高电压。

控制电路主要由微控制器或数字信号处理器组成,负责接收传感器反馈信号、计算电机的转子位置和速度,并实时调整电流输出,控制电机的运行状态。

三、应用场景
无感无刷电机控制电路在众多领域有着广泛的应用。

在家电领域,它常用于空调、洗衣机和冰箱等产品中,可实现高效、节能的运行。

在工业自动化领域,无感无刷电机控制电路广泛应用于机器人、传送带和自动化生产线等设备中,提高了生产效率和精度。

此外,无感无刷电机控制电路还被应用于电动车、无人机等交通工具中,以
提供高效、稳定的动力输出。

总结:无感无刷电机控制电路是一种高效、低噪音、可靠性强的电机控制方案。

通过传感器检测电机转子位置,控制电路实时调整电流输出,实现对电机的精确控制。

该技术在家电、工业自动化和交通工具等领域具有广泛的应用前景。

三相直流无刷电机控制笔记

三相直流无刷电机控制笔记

一、电机基本知识电机已经成为我们生活中的重要组成部分。

它们存在于从电动汽车到无人机,机器人医疗设备,家电,玩具等其他的各种电子设备中。

电动机可根据其使用的电源类型分为两大类:交流电动机和直流电动机。

交流电机使用交流电源(单相或三相)供电,主要用于需要大量扭矩的工业应用中。

直流电机是基于电池或直流电源的应用。

交流电机结构简单,运行可靠,但启动特性和调节性能较差,需要通过变频来控制电机速度。

而直流电机具有优越的启动特性和调速性能,主要表现为控制性能好,调速范围宽,效率高,广泛应用于工业和民用场合。

直流电机又可以分为三种不同的类型:1)有刷直流电机;2)无刷直流电机;3)伺服直流电机。

电动机的工作原理都是基于两个基本定律:安培定律和法拉第定律。

简单的说就是,磁场中的载流导体,会受到力的作用(左手定则:让磁感线穿过手掌正面,手指方向为电流方向,大拇指方向为产生磁力的方向)。

第二个定律指出,如果导体在磁场中移动,磁场中的导体因受到力的牵引切割磁感线会产生电动势(1.右手定则:让磁感线穿过掌心,大拇指方向为运动方向,手指方向为产生的电动势方向。

2.右手螺旋定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端就是通电螺旋管的N 极。

)。

我们研究的是电机控制,对于电机设计中的关于磁路,磁导率,气隙饱和,去磁曲线等参数的研究意义不大。

我们了解电机的基本结构和原理即可。

电动机由永磁体和一堆导体绕成的线圈两个主要组成部分,即我们常说的定子和转子。

电机运动的本质,基于磁铁同性相斥,异性相吸的事实,实现旋转运动;实际上就是一个磁场在追着另一个磁场运动的过程。

扫描下方二维码,进入电机技术群无刷直流电机工作原理示意图如下所示:1. 先用磁回路分析法来说明两相两极无刷电机的工作原理。

上图中,当两头的线圈通上电流时,根据右手螺旋定则,会产生方向指向右的外加磁感应强度B(如图中粗箭头方向所示),而中间的转子会尽量使自己内部的磁力线方向与外磁力线方向保持一致以形成一个最短闭合磁力线回路,这样内转子就会按顺时针方向旋转。

无感无刷直流电机的换向方法

无感无刷直流电机的换向方法

无感无刷直流电机的换向方法说实话无感无刷直流电机的换向方法这事,我一开始也是瞎摸索。

我最开始想到的就是按照有刷直流电机的换向概念去套,以为会有相似之处呢,这可真的是大错特错。

有刷电机是通过机械电刷来进行换向,而无感无刷直流电机里面没有电刷这东西啊,我按照之前的思路做了好多尝试,比如调整电流方向的时机按照有刷的那种间隔来,结果电机转得乱七八糟,不是卡壳就是空转发热,白白浪费了好多时间和精力,这可真是个失败的教训。

后来我深入研究它的原理,知道了无感无刷直流电机是通过检测反电动势来确定转子位置,从而进行换向的。

那怎么去检测这个反电动势呢?我试过用专门的电路。

这个电路就好比是一个小侦探,在电机运转的时候时刻去监视电压的变化。

我用各种元件拼凑出了一个检测电路。

可是一开始并没有成功,因为我没有处理好信号的干扰问题。

这里呀,就像是你在听很微弱的声音时,旁边有一堆人在大声喧哗,愣是听不到你要听的声音。

我尝试换了屏蔽线,还加了滤波电容,就像给小侦探戴上了耳塞,挡住那些杂乱的声音,才算是能比较准确地检测到反电动势了。

再之后呢,根据检测到的反电动势信号来确定换向时刻就很关键了。

这需要根据电机的转速、负载等因素做一些调整。

我当时不确定该怎么设置这个相关的参数。

我就从电机的额定参数开始尝试,慢慢地根据电机实际的转动情况一点一点调整。

比如电机转起来感觉有点吃力不顺畅的时候,我就知道可能是换向的时刻或者相关参数不对了。

这个时候就像你走路的步伐不协调一样,脚迈出去总是难受。

然后我就微调一下参数,把这个像调整步伐节奏一样的事情慢慢做好。

我还试过对照一些成功的设计案例,那也是很有收获的。

虽然都是别人的经验,但却给了我不少新的思路。

就像是你在一条陌生的路上迷路了,有个先行者的指引就会清晰很多。

我看别人在电路布局、参数选择等方面的做法,然后和我自己的一对比,找出我那些不合理的地方,加以改进。

总之,搞这个无感无刷直流电机的换向方法,真的就是不断尝试,犯错,改正,再尝试的过程。

BLDC无刷直流电机(无传感器)控制有哪些方法?

BLDC无刷直流电机(无传感器)控制有哪些方法?

BLDC无刷直流电机(无传感器)控制有哪些方法?无刷直流电机(BLDC)是随着电力电子技术、微型计算机以及稀土永磁材料的发展而出现的新型电机。

无刷直流电机与有刷电机不同,因为没有电刷和换向器,不能进行机械换相。

无刷直流电机是在电机运行过程中,无法完成自动换相,而是通过一定的硬件和软件来获得电机转子位置信号,从而进行电子换相。

无刷直流电机的控制一般会采用两相导通的方波驱动控制,只要求获得准确的换相点实现准确换相,其换相点可以通过位置传感器直接获得,也可以通过检测反电动势等物理量来间接获得换相点。

因此,无位置传感器直流无刷电机控制就是如何间接获取转子位置信号,得到换相点,实现电机换相。

个人归纳,目前无位置传感器无刷直流电机控制主要有以下三种方法。

第一,反电势法。

反电势法是目前最常用的一种转子位置信号检测方法。

无刷直流电机的定子绕组的反电势为正负交变的梯形波,绕组反电势发生过零后,延迟30度的电度角的时间,这个时刻就是电机准确换相时刻。

第二,状态观测器法。

该方法的基本思想将电机的转速、位置角、电枢电压以及电流等物理参量作为状态量,在定义状态变量的基础上建立电机模型,通过一定的数学方法来确定转子位置,实现电机换相。

第三,三次谐波电势法。

这种方法是从定子三相绕组端引出的Y 型连接的网络中心点到电机绕组中心提取电压,从检测三次谐波电势来确定转子位置。

不过此方法要求绕组电感不变,三相参数对称,磁场三次谐波分量等都有要求,因此目前在应用上受到很大程度的限制。

无位置传感器无刷直流电机的控制方式主要是间接获得转子位置的方式,以上三种方式是个人的理解和总结,反电势法是目前相对比较成熟,应用比较广泛的一种。

无刷电动机和无位置传感器的电动机讲解

无刷电动机和无位置传感器的电动机讲解

无刷电动机前节中的永磁直流电动机用永磁体取代了定子上的励磁,但是仍然需要电刷换向器结构。

电刷换向器结构是普通直流电动机的特征和标志,它使转子上的导体在经过磁场的换向点的时候自动改变电流方向,导致定子同一磁极下导体的电流方向不变,转子的磁场始终与定子的磁场垂直,从而获得最大的也是稳定的转矩,保证了直流电动机优良的控制性能。

电刷换向器结构也是普通直流电动机的先天性的弱点,人们一直在探讨利用现代电子技术,实现既能取消电刷,又能达到直流电动机优良控制性能的方案。

这些方案中最著名的就是交流电动机的矢量控制,而无刷电动机也是在这个方向上发展所取得的成果。

这个发展的特点是转予采用恒定磁场,而将普通电动机中的电枢电路从转子转移到定子上去,这种励磁和电枢位置的互换对两者之间的相对运动没有影响,但是却避免了电刷换向器结构。

如果转子由外部直流电源励磁,那么转子还需要电刷和滑环,还只能称为无换向器电机。

如果采用永磁材料制作转子,那么就可称之为无刷电动机。

虽然感应电动机和后面将介绍的步进电动机也是无刷的,然而无刷电动机则是专指这样一些特种电动机,这些电动机的设计目的是具备与有刷直流电动机类似的性能,但是却没有电刷换向器结构所强加的限制。

无刷电动机具有基本相同的本体结构,另一个重要的共同点是运行时需要通过检测转子的位置来确定驱动电源的频率,因此无刷电动机在本质上属于自控变频同步电动机。

无刷电动机因其电枢绕组驱动电流形状的不同而分为两种类型:一种是方波永磁同步电动机,其电枢驱动电流为方波(梯形波通常被称为无刷直流电动机;另一种是正弦波永磁同步电动机,其电枢驱动电流为正弦波,常称为无刷同步电动机。

)无刷直流电动机无刷直流电动机的基本原理首先回顾一下传统的有刷直流电动机。

有刷直流电动机的转子上的电枢绕组由许多单独的线圈元件组成,一个单独的线圈元件在旋转时其输出转矩的幅度有很大的变动,实际上是按正弦规律变化的,其最大值出现在与定子磁场垂直的位置,而在换向位置时的值为零。

无传感器bldc控制与应用技巧

无传感器bldc控制与应用技巧

无传感器bldc控制与应用技巧无传感器BLDC(无刷直流电机)控制是一种常用的电机控制技术,其主要应用于需要高效、精确、可靠的电机驱动系统中。

相比传统的开环控制方法,无传感器BLDC控制具有更好的动态响应和性能特征。

本文将介绍无传感器BLDC控制的原理和应用技巧。

无传感器BLDC控制是指在电机驱动系统中不使用传统的霍尔传感器或编码器等传感器来检测电机的转子位置。

传统的BLDC控制需要通过传感器来检测转子位置,然后根据位置信息来控制电机的相序和通断时机。

而无传感器BLDC控制则通过观测电机绕组的电流和电动势等信号来估算转子位置,从而实现对电机的控制。

无传感器BLDC控制的原理主要基于电机绕组的电流和电动势之间的关系。

在电机绕组中,当电流经过绕组时,会在绕组中产生电动势。

通过观测电动势的波形和幅值变化,可以估算出转子位置。

根据转子位置的估算结果,可以确定电机的相序和通断时机,从而实现对电机的控制。

无传感器BLDC控制的优点之一是简化了电机驱动系统的结构。

传统的BLDC控制需要使用额外的传感器来检测转子位置,增加了系统的复杂度和成本。

而无传感器BLDC控制不需要额外的传感器,只需要通过观测电动势等信号来估算转子位置,从而减少了系统的复杂度和成本。

无传感器BLDC控制还具有更好的动态响应和性能特征。

传统的BLDC控制需要通过传感器来检测转子位置,由于传感器的固有延迟和精度限制,会导致控制系统的动态性能受到一定的限制。

而无传感器BLDC控制通过观测电动势等信号来估算转子位置,可以实时地调整控制策略,提高系统的动态响应和性能特征。

在无传感器BLDC控制中,转子位置的估算是关键的一步。

一种常用的转子位置估算方法是基于电动势波形的比较法。

该方法通过观测电动势波形的变化,将电机的一个电极作为参考,根据电动势波形与参考电极的相位差来估算转子位置。

另一种常用的转子位置估算方法是基于电流波形的换向法。

该方法通过观测电流波形的变化,根据电流波形的变化趋势来估算转子位置。

无位置传感器的无刷直流电机 (

无位置传感器的无刷直流电机 (

基于中颖SH79F168单片机的航模无刷电调方案摘要:本文提出了一种采用中颖8位单片机SH79F168作为主控芯片的航模无刷电调方案,用AD采样的方法进行反电动势检测以控制无位置传感器的无刷直流电机。

该芯片内部集成了PWM、ADC、增强外部中断等有针对性的功能模块,使软硬件设计都大为简化。

经实际项目应用,该系统运行稳定可靠,且与市面上的其它控制方案相比具有成本优势。

关键词:航模 无刷电调SH79F168 无位置传感器BLDC 反电动势法1 概述无位置传感器的无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)由于其快速、可靠性高、体积小、重量轻等特点,在航模领域得到了广泛的应用。

但是与有刷电机和有位置传感器的无刷直流电机相比,其控制算法要复杂得多。

加上航模设计中对重量和体积的要求非常严格,因此要求硬件电路尽可能简单,更增加了软件的难度。

本文提出了一种基于中颖8位单片机SH79F168的控制方案,借助于该芯片片内集成的针对电机控制的功能模块,只需很少的外围电路即可搭建控制系统,实现基于反电动势法的无位置传感器BLDC控制,在保证稳定性和可靠性的基础上大大降低了系统成本。

而且该芯片与传统8051完全兼容,易于上手,从而也降低了研发成本。

2 系统硬件设计本方案选用中颖的8位单片机SH79F168做为主控芯片。

该芯片采用优化的单机器周期8051核,内置16K FLASH存储器,兼容传统8051所有硬件资源,采用JTAG仿真方式,内置16.6M 振荡器,同时扩展了如下功能:双DPTR指针. 16位 x 8乘法器和16位/8除法器.3通道12位带死区控制PWM,6路输出,输出极性可设为中心或边沿对齐模式;同时集成故障检测功能,可瞬时关闭PWM输出;7通道10位ADC模块;内置放大器和比较器,可用作电流放大采样和过流保护;增强的外部中断,提供4种触发方式; 提供硬件抗干扰措施;Flash自编程功能,方便存储参数;主系统硬件架构如图1所示,从图中可以看出该系统大部分功能都由片内集成的模块完成。

无刷电机无感驱动原理

无刷电机无感驱动原理

无刷电机无感驱动原理
嘿,朋友们!今天咱就来好好唠唠无刷电机无感驱动原理!
你想想看啊,咱平时用的那些电器,很多里面可都有无刷电机呢!比如说那个厉害的无人机,它能在空中那么灵活地飞,无刷电机可功不可没!这无刷电机无感驱动原理啊,就像是一个神秘的魔法。

你知道吗?这无刷电机工作起来就像一场精彩的舞蹈!电流就像是音乐的节奏,指挥着电机里的各个部件精确地行动。

而无感驱动呢,就像是舞者不用眼睛看也能准确跟上节奏一样神奇!哇哦,是不是超级酷?
比如说,咱们骑的电动车,它的动力来源很大一部分就是无刷电机无感驱动呀!原本你可能觉得,不就是个电机嘛,有啥特别的。

但当你深入了解后,你就会惊叹:“天哪,原来这里面这么复杂这么神奇!”这就好比发现了一个一直被你忽略的大宝藏一样让人兴奋!
无刷电机无感驱动原理其实并不难理解啦!它主要就是通过一些巧妙的设计和技术,让电机能够高效、无声地运转。

就好像一个默默奉献的小英雄,虽然你平时可能不太注意到它,但它却一直在为你的生活带来便利!就拿咱
们家里的电风扇来说,要是没有无刷电机无感驱动,那噪音可能大得让你头疼!
现在,你是不是对无刷电机无感驱动原理特别好奇,特别想知道更多呢?哈哈,那就自己去深入探索吧,你会发现更多的惊喜和奇妙之处!总之,无刷电机无感驱动原理真的是超级厉害的存在,给我们的生活带来了太多的便捷和美好呀!。

永磁无刷电机及其驱动技术读书笔记

永磁无刷电机及其驱动技术读书笔记

永磁无刷电机及其驱动技术读书笔记1. 简介永磁无刷电机是一种新型的电机结构,它不同于传统的感应电机和永磁同步电机,具有结构简单、效率高、噪音低等优点,因此在各种领域得到了广泛的应用。

本篇文章将从永磁无刷电机的基本原理、结构特点、驱动技术等方面进行深入探讨。

2. 永磁无刷电机的基本原理永磁无刷电机通过永磁体和电磁体产生磁场,利用磁场相互作用的原理,实现电机转动。

与传统的感应电机相比,永磁无刷电机不需要外部激励源,具有结构简单、功率密度高的特点。

永磁无刷电机还具有高效率、低噪音、可靠性高等优点,逐渐成为电动汽车、工业机械等领域的首选电机。

3. 永磁无刷电机的结构特点永磁无刷电机由转子和定子两部分组成,转子上的永磁体产生磁场,而定子上的电磁体产生旋转磁场,通过磁场相互作用实现电机的运转。

永磁无刷电机还采用了无刷结构,减少了摩擦损耗和电刷磨损,提高了电机的使用寿命。

4. 永磁无刷电机的驱动技术为了更好地控制永磁无刷电机的转速和转矩,需要采用先进的驱动技术。

目前常用的驱动技术包括矢量控制、直接转矩控制等。

矢量控制能够实现精确的转速控制,而直接转矩控制则可以实现瞬时响应,适用于要求高动态性能的场合。

5. 个人观点和理解在我看来,永磁无刷电机作为一种新型的电机结构,具有巨大的发展潜力。

随着电动汽车、可再生能源等领域的快速发展,永磁无刷电机将成为未来的主流电机类型。

驱动技术的不断进步也将进一步提高永磁无刷电机的性能,推动其在各个领域的广泛应用。

总结通过本篇文章的阅读,我对永磁无刷电机及其驱动技术有了更深入的了解。

我从基本原理、结构特点、驱动技术等方面了解了永磁无刷电机的工作原理和技术特点,对其未来的发展前景也有了更清晰的认识。

希望本篇文章能够帮助你更全面、深入地了解永磁无刷电机及其驱动技术,期待未来能与你共享更多关于电机技术的知识和见解。

永磁无刷电机及其驱动技术在现代工业中发挥着越来越重要的作用。

它不仅具有高效率、低噪音、结构简单、功率密度高等优点,还可以广泛应用于电动汽车、风力发电、工业机械等领域。

MICROCHIP直流无刷电机应用笔记及源代码介绍

MICROCHIP直流无刷电机应用笔记及源代码介绍

MICROCHIP直流无刷电机应用笔记及源代码介绍MICROCHIP直流无刷电机应用笔记及源代码介绍MICROCHIP在推出包括PIC18FXX31和DSPIC30F电机专用系列的芯片的同时,也在2004年专门成立了在线电机控制设计中心,为电子电机控制市场提供了更多的技术资源,经过三年时间的发展,MICROCHIP 的电机应用方案日益为广大的电机驱动开发工程师所接受,日益丰富的电机应用笔记为电机驱动开发提供了便利,详实的介绍和公开的源程序大大地缩短了电机相关产品的开发进程和大大降低项目风险。

高奇晶圆电子科技有限公司(GOLDECNCHIP)作为MICROCHIP的代理商,秉承了MICROCHIP的做法,成立专业的电机应用部门,把MICROCHIP的方案应用于实际,加速客户的开发进程,在技术上,我们保持和MICROCHIP设计中心同步,在应用上,我们密切为客户解决具体的实际问题,完成从原理到应用的飞跃,作为MICROCHIP芯片的专业代理商,我们具有一流的技术团队,我们专致于BLDC,ACIM和PMSM电机的驱动应用。

下面列出来的是MICROCHIP在BLDC方面的应用笔记,所有的源代码都是公开的,客户可以完全在这个基础之上进行二次开发,从而缩短开发过程,我们欢迎需要电机驱动开发技术的公司和我们联系,我们既能提供MICROCHIP芯片,也能提供优秀的技术支持服务,欢迎致电联系(0755-********或135********,林志武)下面所列出来的应用笔记是关于无刷电机“6步换相法”,这种控制方法也叫做“120度换相法”或“梯形波控制法”无刷直流电机基础如果你不熟悉无刷直流电机的驱动原理,这是一份很好的入门教程无刷直流电机控制轻松入门这个应用笔记很好地概述了无刷电机的特性,并使用PIC16F的单片机来做电机驱动PIC18FXX31驱动无刷直流电机(有传感器)一个有传感器BLDC的基本驱动方法PIC18FXX31驱动无刷直流电机(无传感器)使用反电动势的方法来驱动无传感器的BLDCdsPIC30F2010驱动无刷直流电机(有传感器)使用霍尔传感器确定电机定子位置,源程序采用C语言完成,适用于DSPIC30F2010及28脚DSPIC芯片dsPIC30F驱动无刷直流电机(无传感器)此应用笔记描述了使用反电动势(BEMF)的方法来控制无传感器的BLDC。

无感无刷电机的原理及应用

无感无刷电机的原理及应用

无感无刷电机的原理及应用1. 引言无感无刷电机(Brushless DC Motor,简称BLDC)是一种采用电子换相技术的直流电机,相对于传统的有刷直流电机具有更高的效率和更低的维护成本。

本文将介绍无感无刷电机的工作原理,以及其在各个领域中的应用。

2. 无感无刷电机的工作原理无感无刷电机是通过电调驱动器控制,其工作原理可以分为以下几个步骤:2.1 借助霍尔传感器进行定位无感无刷电机通常内置了三个霍尔传感器,用于检测转子的位置。

霍尔传感器会根据转子磁场的变化产生电信号,通过判断三个传感器输出的电信号组合来确定转子的位置。

2.2 电调驱动器进行换相控制根据霍尔传感器的输出信号,电调驱动器会根据预定的换相顺序进行相应的控制,以驱动电机正常转动。

换相顺序通常为1-3-2-6-4-5,也可以根据具体需求进行调整。

2.3 通过PWM信号控制电机转速电调驱动器通过调整PWM(脉宽调制)信号的占空比来控制电机的转速。

占空比越大,电机转速越快,反之则转速越慢。

3. 无感无刷电机的应用3.1 电动工具无感无刷电机广泛应用于各类电动工具,例如电动钻、电动螺丝刀、电动锤等。

相比传统的有刷电机,无刷电机具有更高的效率和更长的使用寿命,能够提供更强大的动力输出。

3.2 汽车和航空无感无刷电机在汽车和航空工业中也得到了广泛的应用。

如今许多新能源汽车都采用了无刷电机作为驱动力源,其高效率和低噪音的特点使得电动汽车具备与传统燃油汽车相当的性能。

3.3 家电产品无感无刷电机还被应用于家电产品中,例如洗衣机、冰箱、洗碗机等。

相较于传统的有刷电机,无刷电机在性能、噪音和能耗等方面都有较大的优势。

3.4 航空航天在航空航天领域,无感无刷电机也是不可或缺的一部分。

它们被使用在飞机中的辅助动力单元、电子推进系统和机载设备中。

由于无刷电机体积小、重量轻,且具有较高的功率密度和效率,因此非常适合航空航天应用。

3.5 其他领域应用除了上述领域,无感无刷电机还在许多其他领域得到广泛应用,如机器人技术、医疗器械、电池动力工具等。

无传感器BLDC控制与应用技巧

无传感器BLDC控制与应用技巧

无传感器BLDC控制与应用技巧无传感器无刷直流电机(BLDC)控制是现代控制领域中的一项重要技术。

传统的BLDC控制方法需要安装霍尔传感器以检测转子位置,然后采用相应的控制算法来控制电机运行。

然而,安装传感器增加了成本和复杂性,并且有时传感器可能会出错。

1.简化的控制算法:传统的BLDC控制算法有时很复杂,需要对传感器信号进行处理和校准。

无传感器BLDC控制算法可以通过简化反电势测量和位置估算来减少计算负担。

例如,可以使用反电势过零点来确定转子位置,并使用插补方法计算转子角度。

2.直接电流测量:传统的BLDC控制方法使用传感器测量电流,然后进行反电势测量和位置估计。

无传感器BLDC控制可以通过直接测量电流来省略传感器。

这可以通过在电机驱动器中添加简单的电流传感器来实现。

3.传感器故障检测和补偿:无传感器BLDC控制可以通过监测反电势和电流的变化来检测传感器故障。

当检测到传感器故障时,可以采取相应的补偿措施,如使用位置估计算法替代传感器信号。

4.自适应控制策略:无传感器BLDC控制可以通过采用自适应控制策略来提高系统性能。

自适应控制可以根据电机特性和负载要求自动调整控制参数,以实现更好的控制性能。

1.异步电机驱动:无传感器BLDC控制可以用于驱动异步电机,以实现高效的电机控制。

传统的异步电机控制通常需要复杂的硬件电路和控制算法,而无传感器BLDC控制可以提供更简单和有效的解决方案。

2.电动汽车:无传感器BLDC控制在电动汽车中得到了广泛应用。

电动汽车需要高效和精确的电机控制,以提供良好的动力性能和节能性能。

无传感器BLDC控制可以通过减少传感器的使用来降低成本和复杂性,同时提高系统可靠性。

3.空调压缩机:无传感器BLDC控制可以用于控制空调压缩机的转速。

空调压缩机通常需要根据负载需求来调整转速,以提供适当的冷却效果。

无传感器BLDC控制可以根据负载要求自动调整控制参数,以实现高效的压缩机控制。

总之,无传感器BLDC控制是一项重要的技术,可以提供简化的控制算法、直接电流测量、传感器故障检测和补偿等优势。

有刷电机和无刷电机的区别原理_有刷有感和无刷无感电机的使用心得

有刷电机和无刷电机的区别原理_有刷有感和无刷无感电机的使用心得

就目前来看霍尔传感器并不是廉价货,所以有感无刷电机、电调的价格会比无感无刷贵上许多。
五、外转子与内转子无刷电机
上面无刷电机工作原理图所示的是内转子无刷电机,顾名思义,
磁铁在里边。而外转子无刷电机则相反,它的磁铁“包”在外面。而
A、B、C电极在里边。这样的设计可以让电机的扭力更大,但转速却 上不来。在模型中,一般外转子无刷电机的KV值在2000以内,而内转
的,和有刷相反,无刷电机的磁铁成了转子~
三、无刷电机的命名
相对有刷电机,无刷电机的命名好理解很多, 一般它由四个数字组成,例如2040无刷电机。这个 数字仅代表电机的外形尺寸,2040表示直径为
20mm,长度为40mm的电机。同理3650无刷电机
表示此电机直径36mm,长度50mm。
三、无刷电机的命名
电调价格(540级)
中档平均120左右
最低200RMB
最低300RMB
四、无刷电机的特点
1、没有碳刷,理论上转子无需和外界有导体上的链接。 2、在运行过程中,无刷电机的转速是靠交流电的频率决定的,所以频率越 高无刷电机可以转得越快。
3、无刷电机的转速是严格按照KV值设定的,1000KV表示每一福特电机转速
加快1000转。所以电压为5V时,1000kv的无刷电机转速5000rpm。 4、在运行过程中,同样转速电机的扭力是靠电调输出的电流强度决定的, 电流越大扭力越大。(理想状态下,我们“聪明”的无刷电调会不断“监测” 我们的电机是否需要更大的扭力,同时也会保证扭力不过剩,以免浪费表情)
相对有刷电机,无刷电机的命名好理解很多,一般 它由四个数字组成,例如2040无刷电机。这个数字仅代 表电机的外形尺寸,2040表示直径为20mm,长度为

笔记

笔记

无刷电动机的定子多做成三相对称星形接法,现在大功率的无刷电机用多重星形定子绕组。

转体是已充磁的永磁体,连同外壳一起和输出轴相连。

电动机内装有位置传感器。

去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷。

无刷电调控制器的功能:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示。

稀土无刷直流电动机的性能:宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小。

无刷直流电机,BLDC,是频率变化的装置,又名直流变频。

深圳伟业电机、长沙科达。

无刷电机控制器,俗称无刷电调。

调制出来的三相交变矩形波。

运行原理:依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心全转得磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动。

无刷电调将直流电编程3相交流电,还需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满足模型使用需要。

有刷电机的缺点:1、摩擦大,损耗大。

2、发热大,寿命短。

3、效率低,输出功率小。

无刷电机的优点:1、无电刷、低干扰。

2、噪音低,运转顺畅。

3、寿命长,低维护成本。

区别。

适用范围,无刷电机用在控制要求比较高,转速比较高的设备上。

有刷电机,动力设备。

使用寿命:无刷-----几万小时,有刷-----几百到1千多小时。

无刷电机KV值定义:转速/V,意思为输入电压增加1伏特,无刷电机空转转速增加的转速值。

无刷电机电压的输入与电机空转转速是遵循严格的线性比例关系。

同级别的无刷电机,外转子电机扭力大一些,内转子扭力稍微小一些,要“软”一些。

外转子KV值800多,内转子电机1000到2000。

KV值一定意义上体现了电机扭力性能。

加上负载后,外转子极速降落到空载极速的60%—70%,内转子30—40%。

内转子电机的带负载的能力相对较低,为了满足扭力做功,内转子电机必须自行降速,增加通过电流,在电压不变的情况下,电机的输出功率增加了。

三相BLDC无刷直流电机的无传感器控制

三相BLDC无刷直流电机的无传感器控制

三相BLDC无刷直流电机的无传感器控制我想买阿莫的调试板做上面的试验,MCU用ATMEL的,看了几天PIC关于这个问题的实现方法,楞没看懂,也不敢买调试板了。

有大哥指点下吗?先谢了。

BEMF过零点检测实现方法,电压开环PWM控制电机速度,启动制动平稳,母线电压48V。

就这么简单。

附件是DSPIC对于直流无刷BLDC无传感器电机控制的应用笔记(中文)和源代码:点击此处打开armok01104153.pdf点击此处下载armok01104154.zipBEMF是经典的设计,一般控制有电压环,也有电流环,多半是使用开环来预转,先算出转子位置,然后使用闭环PI来做速度调节,有些会有PID来控制。

要做BLDC最好PWM是六路的,有死区控制的,带上下桥臂输出。

我现在有几个这样的客户我在搞技术支持,不过使用的是ST7MC,也有用dsPIC4011,不过我ST7MC用的多写。

主要是用于BLDC的变频控制。

我有Microchip的dsPIC做的变频空调应用笔记,可惜,我暂时不能放出来。

阿莫的调试板用A TMEL的MCU看你用的是那个型号了,我记得A VR有个专门用来做电机控制的MCU可以,可惜要自己写PI,比较累。

ST的你可以在他的网站上下载全部的代码。

还有dsp也可以做,你可到Freescale上找到BLDC的变频控制笔记和代码这是ST 三相BLDC的变频控制PI算法;/**************** (c) 2005 STMicroelectronics **********************PROJECT : ST7MC demokitCOMPILER : ST7 METROWERKS C (HIWARE) / COSMICMODULE : regul.cLIBRARY VERSION : 2.0CREATION DATE : 07.2003AUTHOR : Florent COSTE / Microcontroller Application Lab / ST Hong Kong-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-DESCRIPTION : routine for closed LOOP operation-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-****************************************************************************** THE SOFTWARE INCLUDED IN THIS FILE IS FOR GUIDANCE ONL Y. ST MICROELECT RONICSSHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGESWITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING FROM USE OF THIS SOFTWARE.******************************************************************************-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-******************************************************************************/#include "version.h"#include "lib.h"#include "mtc.h"#include "regul.h"#include "ST7MC_hr.h"#include "it_ST7MC.h"#include "LinSCI.h"#include "MTC_Settings_Sensorless.h"#define Error_slip_MAX (s16)2048#define Error_slip_MIN (s16)-2048#define MTIM_MAX_FREQ MTC_CLOCK/8 // 16Mhz/8 -> 2Mhz//--------------------------------------// Variables//--------------------------------------static s32 VoltageIntegralTerm;static BOOL MaxPiOut,MinPiOut;volatile Step_s Step_Z[STEP_Z_BUFFER_SIZE]; // buffer filled with the last 12 Z step times /*-------------------Main program-------------------- *//*-----------------------------------------------------------------------------ROUTINE Name : Period_To_FrequencyDescription: Convert Step_Z buffer information (electrical period) intoelectrical frequency.Input/Output: none/u16 (electrical frequency, 0.1 Hz resolution)Comments: None-----------------------------------------------------------------------------*/u16 Period_To_Frequency(void){u32 result;u16 MZ_Temp;u8 Ratio_Min, i;/********************** Compute average Motor Z Step Period ************************ ********/// F = Fmtc/(MZREG.2^ratio) T = (MZREG.2^ratio)/FmtcRatio_Min = RATIO_MAX; // init Ratio_Min with max ratioMZ_Temp = 0;for (i=0;i<=STEP_Z_BUFFER_SIZE-1;i++) // check max ratio of buffer{if (Step_Z[i].Ratio < Ratio_Min) Ratio_Min = Step_Z[i].Ratio;}// Ratio_Min contains now the min ratio of stored values in Step_Z bufferfor (i=0;i<=STEP_Z_BUFFER_SIZE-1;i++) // Compute average period{if (Step_Z[i].Ratio == Ratio_Min) MZ_Temp += (u8)(Step_Z[i].StepTime);else MZ_Temp += ((Step_Z[i].StepTime)<<((u8)(Step_Z[i].Ratio-Ratio_Min)));}/***** Convert period to frequency *****/result = (10*MTIM_MAX_FREQ)/MZ_Temp;result >>= (u8)(Ratio_Min); //divide by 2^ratioreturn((u16)(result));}/*Initialisation of Integral term of PI*/void Init_PI(void){#if (DRIVING_MODE == VOLTAGE_MODE)V oltageIntegralTerm = (((ramp_MCPUH<<8) + ramp_MCPUL)>>3)*65536;V oltageIntegralTerm /= PWM_FREQUENCY;#elseV oltageIntegralTerm = (((ramp_MCPVH<<8) + ramp_MCPVL)>>3)*65536;V oltageIntegralTerm /= PWM_FREQUENCY;#endif}/*-----------------------------------------------------------------------------ROUTINE Name : regul_PIDescription: Compute PI output (0 (PI min) to 1023 (PI max)) according to Ki,Kp, sampling time, and target electrical frequency.Input/Output: u16/u16 (PI output (10 bits value)/target electrical frequency, 0.1 Hz resolution) Comments: None-----------------------------------------------------------------------------*/u16 regul_PI(u16 Target_Freq) // return 10 bits value{s32 V oltage_slip_s32,DeltaV oltage_slip_s32,Newpi_32;s16 NewPIoutput, Error_slip,Error;u16 output;/********************** Compute PI output ***************************************/Freq_Motor = (u16)Period_To_Frequency();Error = (s16)(Target_Freq - Freq_Motor); // Freq_Motor is actually the step time between 6 Z eve ntsif (Error > (s16)(Error_slip_MAX)){Error_slip = Error_slip_MAX;}else if (Error < (s16)(Error_slip_MIN)){Error_slip = Error_slip_MIN;}else Error_slip = (s16)Error;/********************** Compute Proportional term ********************************/V oltage_slip_s32 = Kp * (s32)Error_slip;/********************** Compute Integral term ************************************/ // If modulation is maximum, integral term must be "frozen"DeltaV oltage_slip_s32 = ( Ki * SAMPLING_TIME * (s32)Error_slip)/256;if( ((Error_slip>0) && !MaxPiOut) || ((Error_slip<0) && !MinPiOut) ){if ((V oltageIntegralTerm >= 0) && (DeltaV oltage_slip_s32 >= 0)){if (( (u32)V oltageIntegralTerm + (u32)DeltaV oltage_slip_s32 ) > S32_MAX) VoltageIntegralTerm = S32_MAX; // Avoid IntTerm Overflowelse VoltageIntegralTerm += DeltaV oltage_slip_s32; // "integral" output}else if ((VoltageIntegralTerm < 0) && (DeltaV oltage_slip_s32 < 0)){if (( (u32)V oltageIntegralTerm + (u32)DeltaV oltage_slip_s32 ) <= S32_MAX) VoltageIntegralTerm = S32_MIN; // Avoid IntTerm Overflowelse VoltageIntegralTerm += DeltaV oltage_slip_s32; // "integral" output}elseVoltageIntegralTerm += DeltaV oltage_slip_s32; // "integral" output}if ((V oltageIntegralTerm >= 0) && (V oltage_slip_s32 >= 0)){if (( (u32)V oltageIntegralTerm + (u32)V oltage_slip_s32 ) > S32_MAX)Newpi_32 = S32_MAX; // Avoid IntTerm Overflowelse Newpi_32 = (V oltageIntegralTerm + V oltage_slip_s32); // output}else if ((VoltageIntegralTerm < 0) && (V oltage_slip_s32 < 0)){if (( (u32)V oltageIntegralTerm + (u32)V oltage_slip_s32 ) <= S32_MAX)Newpi_32 = S32_MIN; // Avoid IntTerm Overflowelse Newpi_32 = (V oltageIntegralTerm + V oltage_slip_s32); // output}elseNewpi_32 = (V oltageIntegralTerm + Voltage_slip_s32); // output#if (DRIVING_MODE == VOLTAGE_MODE)NewPIoutput = (s16)( Newpi_32 /64);#elseNewPIoutput = (s16)( Newpi_32 /256);#endifif ( NewPIoutput < 0 ){output = 0;MinPiOut = TRUE;}else if ( NewPIoutput > 1024 ){output = 1024;MaxPiOut = TRUE; // Set ClampFlag if modulation reaches maximum value}else{output = NewPIoutput;MinPiOut = FALSE;MaxPiOut = FALSE;}return (output); // return PI output}Microchip的PI算法:你在Microchip网站上找Sensorless BLDC Motor Control Using dsPIC30F2010.zip应用笔记的源代码。

无感无刷电机(BLDC)的“三段式”启动技术

无感无刷电机(BLDC)的“三段式”启动技术

⽆感⽆刷电机(BLDC)的“三段式”启动技术▲▼BLDC的三段式启动技术保证电调更稳定!▼▲由于定⼦绕组的反电动势与电机的转速成正⽐,所以电机在静⽌时反电动势为零或低速时反电动势很⼩,此时⽆法根据反电动势信号确定转⼦磁极的位置,因此反电动势法需要采⽤特殊起动技术,从静⽌开始加速,直⾄转速⾜够⼤,通过反电势能检测到过零时,再切换⾄⽆刷直流电机运⾏状态。

这个过程称为“三段式”起动,主要包括转⼦预定位、加速和运⾏状态切换三个阶段。

这样既可以使电机转向可控,⼜可以保证电机达到⼀定转速后再进⾏切换,保证了起动的可靠性。

随着电⼒电⼦技术、微处理器以及现代控制理论的发展,⽆刷直流电机控制⽅案也逐渐⽤电⼦换相和复杂的控制算法代替机械电刷和换相器控制的⽅案,先进的控制⽅案既具备交流电动机的结构简单、运⾏可靠、维护⽅便等⼀系列优点,⼜具备直流电动机的运⾏效率⾼、调速性能好等诸多优点,同时克服了有刷直流电机由机械电刷带来的噪声、⽕花、⽆线电⼲扰以及寿命短的弊病。

下⾯就让我们介绍BLDC⽅波启动技术。

电机转⼦预定位若要保证⽆刷直流电机能够正常起动,⾸先要确定转⼦在静⽌时的位置。

在⼩型轻载条件下,对于具有梯形反电势波形的⽆刷直流电机来说,⼀般采⽤磁制动转⼦定位⽅式。

系统起动时,任意给定⼀组触发脉冲,在⽓隙中形成⼀个幅值恒定、⽅向不变的磁通,只要保证其幅值⾜够⼤,那么这⼀磁通就能在⼀定时间内将电机转⼦强⾏定位这个⽅向上。

在应⽤中,可以在任意⼀组绕组上通电⼀定时间,其中预定位的PWM占空⽐和预定位时间的长短设定值可由具体电机特性和负载决定,在实际应⽤中调试⽽得。

在预定位成功后,转⼦在起动前可达到预定的位置,为电机起动做好准备。

电机的外同步加速确定了电机转⼦的初始位置后,由于此时定⼦绕组中的反电动势仍为零,所以必须⼈为的改变电机的外施电压和换相信号,使电机由静⽌逐步加速运动,这⼀过程称为外同步加速。

对于不同的外施电压调整⽅法和换相信号调整⽅法,外同步加速可以划分为三类:换相信号频率不变,逐步增⼤外施电压使电机加速,称为恒频升压法。

浅谈有刷、有感和无刷无感电机的使用心得

浅谈有刷、有感和无刷无感电机的使用心得

浅谈有刷、有感和无刷无感电机的使用心得无刷电机无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。

由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。

中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。

因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

工作原理无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。

它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点,广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。

无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。

位置传感按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。

定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

[2]位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。

采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。

采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。

转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。

采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件(例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等),当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号(其幅值随转子位置而变化)。

结构解析结构上,无刷电机和有刷电机有相似之处,也有转子和定子,只不过和有刷电机的结构相反;有刷电机的转子是线圈绕组,和动力输出轴相连,定子是永磁磁钢;无刷电机的转子是永磁磁钢,连同外壳一起和输出轴相连,定子是绕组线圈,去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷,故称之为无刷电机(Brushless motor),那现在就有问题了,没有了电磁场的。

无刷电机的工作原理(辛勤学习总结供大家分享请给个好品)

无刷电机的工作原理(辛勤学习总结供大家分享请给个好品)

1无刷电机工‎作原理?答:1)无刷直流电机‎,一般使用永久‎磁铁做转子,线圈+铁芯做定子,使用霍尔元件‎检测转子位置‎,再用电子开关‎,让定子产生旋‎转磁场,驱动转子旋转‎。

2)无刷直流电动‎机采用电子换‎向装置,代替了传统的‎机械换向装置‎(换向器和电刷‎),不但保留了直‎流电动机良好‎的调速与启动‎特性,而且具有交流‎电动机结构简‎单和维修方便‎等优点,这种电动机性‎能良好,工作可靠,因此,近年来迅速发‎展。

传统型直流电‎动机电枢是旋‎转的,磁极是静止的‎,但无刷直流电‎动机于此相反‎,磁极是旋转的‎,电枢是静止的‎,电枢绕组的电‎流换向可借助‎位置传感器和‎电子开关电路‎来完成。

使电机无刷。

无刷直流电动‎机一般由电动‎机、位置传感器、和电子开关三‎部分组成。

电动机本身由‎多相(三相、四相、五相不等)电枢绕组定子‎和一定极对数‎的永磁体转子‎组成。

AA、BB、CC表示电动‎机的三相定子‎绕组,NS是永久磁‎铁,是电动机的转‎子,PS是转子位‎置传感器,它的转子与电‎动机的转子同‎轴相连,BG1、BG2、BG3是电子‎开关线路的功‎率开关管,三相绕组A、B、C分别于BG‎1、BG2、BG3相串联‎后接到电源上‎。

它的动作原理‎是,由PS发出信‎号控制BG1‎、BG2、BG3等开关‎管的导通与截‎止,当开关管导通‎时,相应的定子绕‎组中,就有电流通过‎并产生磁场,该磁场与永磁‎转子磁极相互‎作用便产生力‎矩,使电动机转子‎旋转,由于位置传感‎器转子与电动‎机同轴相连,因此它的转子‎也跟着转动并‎依次地向BG‎1、BG2、BG3发出信‎号,控制其导通与‎截止,从而电枢绕组‎中的电流随着‎转子位置的变‎化依次序换向‎,使电枢磁场步‎进式旋转,电动机的转子‎就连续不断地‎旋转下去。

3) 电动机的定子‎绕组多做成三‎相对称星形接‎法,同三相异步电‎动机十分相似‎。

电动机的转子‎上粘有已充磁‎的永磁体,为了检测电动‎机转子的极性‎,在电动机内装‎有位置传感器‎。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

最近一直在研究无刷电机驱动,随着资料和方案越看越多,觉得还是根据自己理解写一点心得,希望对大家有帮助,文章如有不对之处还望大家多多包涵。

好了,下面来进入正题一、无刷直流电机种类
我们常见的无刷直流电机有两种,一种是带霍尔传感器的叫有感无刷直流电机;另外一种是航模常用的不带霍尔传感器的叫做无感无刷直流电机。

下面来简单介绍下两种电机之间的区别。

有感无刷电机在电机的内部会装有霍尔传感器,其安装的位置一般都是对称的,有30度、60度、120度,其重要功能是来反馈电机转子的位置,来告诉控制者什么时候可以换相了,还有可以根据其两次换相的时间来反馈电机的转速。

有感无刷电机一般都是用在工业级控制上面,其功率都偏大。

无感无刷电机是不带有霍尔传感器的,其输出线只有三根电机控制线,那么我们怎么来知道电机转子的位置和转速呢,还有我们怎么来驱动它,下面我们慢慢来分析其中的奥秘!
二、无刷电机的驱动常用的电路
在直流有刷电机驱动大家应该都知道用全桥电路来控制其的正反转,通过改变PWM 的占空比来改变其转速。

无刷电机的控制方式和其很相似,只是多了一对半桥。

上面的电路图是从其他论文上截图的,我们可以看出图右边是无刷电机的模型,其采用的是星型的连接方式。

其输出有三根线,常称其为:A相、B相、C相。

也有称呼为:U相、V相、W相。

左边的为功率变化驱动电路,上图采用的是NPN型的三极管,若用5V的单片机来驱动它,则高电平导通,低电平截止。

不知道大家注意到没有,每个三极管旁边都会有一个二极管,其作用很大,它起到一个续流的作用。

如果大家有研究过开关电源ZVS移相全桥拓扑的应该知道这个续流二极管的重要性。

上图是用MOS来驱动的,其可以过大电路,
无刷电机驱动都是按照一定顺序来换相来推动转子的转动。

其上图的换相顺序ABàACàBCàBAàCAàCB。

每个相占60度的电角度,同时只有两相通电。

其通电
上管和下管配合开通,注意同一相上的上下管不能同时开通,否则会造成电源短路,如Q1Q2。

上下管的开通方式一般为上管调制开通,下管全开。

上管调制开通的主要是改变电机转速。

其驱动的波形和各个相上的电压波形如下图所示:
三、无感无刷电机的过零检测
无感无刷电机的难点在于怎么判断转子的位置,我们可以根据线圈的反电动势和中心点电压做比较得到,我们先来理论分析下电机的反电动势。

如上图所示为端电压模型,Ex为不同相的反电动势,Ix为驱动流过电机的电流,L和R为电机线圈的等效电路。

Vn为中心点电压。

则可以列出三相端电压为:
由于在任意一时刻同时有两定子绕组通电,绕组上的电流大小相等,方向相反,而另一绕组此时为断电状态,电流为零。

则有RIa+RIb+RIc=0,而绕组上产生的瞬间的冲击电流可以忽略不计,则dI/dt可忽略不计。

则Ea+Eb+Ec=Enonfed(Enonfed为未通电绕组上的反电动势)。

上面的三个式子可以化简为:
V a+Vb+Vc= Enonfed+3Vn;
而当某相绕组断电时,其电压为:Vnonfed=Enonfed+Vn
则化简可得反电动势为:Enonfed=[3*Vnonfed-( V a+Vb+Vc)]/2;
我们根据上面的式子可以看出未通电绕组上3倍断电压减去三相端电压的和为反电动势的2倍,得到的反电动势的值从正到负跳变的时候则为过零时刻。

以上为理论分析所得,但实际上我们常采用的过零检测方式为未通电的绕组的端电压与三相的中心点电压做比较,如果比较器输出发生电平跳变则为过零时刻。

每相的端电压采样可以用电阻分压获得,其电路图为:
上图为德国MK开源的无刷电机驱动的过零检测电压采样电路,上面的电阻阻值都为4.7K,C1、C2、C4
当AB通电,即PHASE_A端电压为VCC,PHASE_B为0V,我们可以比较PHASE_C的端电压和MITTEL点电压,当发生跳变时即为过零时刻。

那么有网友根据理论说,MITTEL 点电压为1/4VCC,NULL_C电压在1/2VCC~0V之间变化。

我们可以用仿真软件来仿真一下两点实际的电压值。

当然觉得自己理论功底比较好的朋友可以自己动手笔算一下。

仿真结果为MITTEL电压为4V,NULL_C电压为5.3V。

随着电机的转动PHASE_C上的反电动势会越来越小,则PHASE_C上的电压会发生变小,PHASE_C电压为3V时,NULL_C 电压为1.8V而MITTEL点电压为2.5V,则NULL_C<MITTEL。

当把MITTEL输出点接入比较器的正极,把NULL_A/B/C接入比较强的负极,比较器输出端接入单片机捕捉口,上升沿与下降沿作为换相点。

有些是直接接入单片机模拟比较器内,内部采用上升沿或下降沿来触发进入中断,连续两次的之间的间隔时间即为电机的转速。

上面两个图都为单片机内部的模拟比较器外设模块,其通道可以复用,这样很好的能比较每一相和中心点的电压。

单片机可以采集换相时间和在过零30度点角度后换相。

有人会问,如果选的单片机没有模拟比较器这个模块怎么办,有两个办法可以解决这个问题,第一种,外加比较器硬件电路,输出端接入单片机的捕捉口。

第二种,不用搭外部硬件电路,用AD端口采样各点的电压,可以用Enonfed=[3*Vnonfed-( V a+Vb+Vc)]/2的由正到负的跳变来判断过零点,这样好处是可以软件滤波,三相电压都用起来,会降低电机本身的噪声影响。

需要注意的,用电阻分压来采集需要注意根据驱动电压的大小来正确配置分压电阻的阻值。

否则超过单片机端口电压,损坏单片机端口。

四、无刷电机的闭环控制
闭环系统需要一个反馈值和理论值做误差分析,有上面几节的介绍,大家应该知道一个
换相时间,这个可以时间可以反映电机的转速。

我们可以用PID来调节转速,看了些文章介绍一个双闭环的控制,另外一个反馈值为流过电机点的电流值,电流值我们可以
用毫欧级的功率采样电阻来采样。

如图所示RS1为采样电阻,R26与C19构成了低通滤波器,滤除高频噪声。

BA V6是为了防止采样过压和负压。

下面来说说双闭环系统是怎么来控制电机的
电机电流控制环
设电流期望值为Iset,电流反馈值Ifed,电机PWM控制值为M,比例系数为K,则有关系式:Mnew=M+K*(Iset-Ifed);
电机转速控制环
设电机反馈的速度值为SPEED1,设定值为SPEED2,则偏差为:Serror=SPEED2-SPEED1;根据Serror建立模糊化的赋值表,然后根据经验可以列出若干条的控制规则,再有控制规则进行模拟推理,输出进行反模糊化时,采用最大的隶属规则,得到一张控制查询表,电机输出的PWM的值根据查询表中的值输出,则完成了电机的模糊控制。

双闭环=电机转速控制环+电机电流控制环,可以采用两种控制方式,第一种是两个同步采样,即主回路和副回路采样周期相同。

第二种,主回路的采样周期是副回路采样周期的整数倍。

这是因为一般串级控制系统中主回路受控对象的响应速度慢,副回路受控对象响应速度快的缘故这时应根据副回路选择采样周期,因为副回路的受控对象的响应速度较快。

(参考技术文档)
以上都为硬件部分的讲解,做航模电调模块的话还需要讲解PPM的信号的解码,单通
道油门信号的采集换算。

由于时间问题,这里就不一一讲解了。

先写到这里,后期会陆续写出基于MC9S12XS128的软件控制。

写到这吧,祝大家十一七天乐!BY 优乐美2014-9-30。

相关文档
最新文档