基于XC866的直流無刷電機簡易正弦波控制
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通過控制Ux，Uy，Uz的相位以及幅值即可以控制Ux，Uy，Uz，實現(xiàn)控制電流的目的。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。工作原理如下：霍爾輸入信號經(jīng)過自動濾波及采樣處理，得到可靠的換相信號，此信息可被用作估算轉(zhuǎn)子角度以及轉(zhuǎn)速。速度PI調(diào)解器根據(jù)給定轉(zhuǎn)速值以及反饋轉(zhuǎn)速值計算正弦PWM的ModulatiON的大小。位置估算單元利用轉(zhuǎn)速以及換相信息估算轉(zhuǎn)子位置角Angle。通過超前角調(diào)整單元，補償超前角Δ，得到Angle。SPWM單元利用Modulation 以及Angle信息生成開關(guān)損耗最小SPWM，輸出到逆變單元。以下內(nèi)容介紹了各單元原理及實現(xiàn)。
圖4 系統(tǒng)框圖
開關(guān)損耗最小正弦PWM的生成
由于Ux，Uy，Uz相位相差120度，因此以Ux為例進行分析。
Ux為分段函數(shù)，與為正弦函數(shù)且以對稱。僅需實現(xiàn)其中一段，另一段對稱處理即可。
的實現(xiàn)：
因此僅需要利用0-120度的正弦表即可以實現(xiàn)，即
，其中M為幅值。Uy，Uz的實現(xiàn)與Ux相似，相位差為120°。
通過控制M和x即可控制電機相電壓的幅值及相位。
開關(guān)損耗最小正弦PWM控制與霍爾位置傳感器的關(guān)系
通常直流無刷電機采用霍爾傳感器定位轉(zhuǎn)子位置，由于傳統(tǒng)控制方式為方波控制，因此3個霍爾傳感器即可滿足要求?；魻杺鞲衅鞯奈恢门c轉(zhuǎn)子反電勢之間的關(guān)系見圖5，即霍爾傳感器安裝于反電勢為30°、90°、150°、210°、270°、330°的位置。具體霍爾輸出值與霍爾的具體安裝方式相關(guān)。
圖5 BLDC霍爾傳感器輸出與反電勢之間的關(guān)系
采用開關(guān)損耗最小正弦PWM控制BLDC時，電機端線電壓與霍爾傳感器輸出之間的關(guān)系示意圖如圖6。
圖6 采用開關(guān)損耗最小正弦PWM時，端線電壓與霍爾狀態(tài)的關(guān)系
由圖2可知，采用開關(guān)損耗最小正弦PWM時電機端線電壓超前于相電壓30°，因此可得采用正弦波控制時電機相電壓與反電勢同步。
由于相電壓超前于相電流，因此相電流滯后于反電勢。
轉(zhuǎn)速計算
轉(zhuǎn)速計算依賴于霍爾傳感器，理想狀態(tài)下相鄰兩個霍爾狀態(tài)的間隔為60°，實際應(yīng)用中由于存在安裝誤差，實際間隔并非60°，會引入計算誤差。本文檔中采用一個霍爾傳感器的輸出作為轉(zhuǎn)速計算參考，如圖7所示。其中高低電平分別為180度，不會引入安裝誤差。利用此信息即可計算電機轉(zhuǎn)速。
圖7 轉(zhuǎn)速計算
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