無(wú)傳感器、無(wú)電刷的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　必須的工作

　　在兩類(lèi)電動(dòng)機(jī)情況來(lái)看，檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置是電動(dòng)機(jī)必須的工作，而霍爾傳感器就是傳統(tǒng)的解決方案?？墒?，這卻加添材料成本，需額外的連線(xiàn)，以及代表多一個(gè)故障機(jī)制；斷線(xiàn)或傳感器失效令電動(dòng)機(jī)停止，在維修而言這是昂貴的支出，一般會(huì)導(dǎo)致差劣的市場(chǎng)洞察力，又增加在工業(yè)應(yīng)用上擁腫的成本。

　　另一缺點(diǎn)，使用霍爾傳感器造出精確的速度控制，通常需要更昂貴的正交編碼器或測(cè)速發(fā)電機(jī)，因此，創(chuàng)造一個(gè)無(wú)傳感器方案，從而免除對(duì)霍爾傳感器和相連電路的需求和依賴(lài)，祈望降低成本，加強(qiáng)以變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為特色的電器的可靠性和壽命。

圖3. FCBS0550 550V MOSFET逆變器模塊，備有獨(dú)立負(fù)線(xiàn)，支援單引腳電流*。

　　要進(jìn)行無(wú)傳感器控制必須在電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行之時(shí)以其他的測(cè)量方法間接取得轉(zhuǎn)子位置數(shù)據(jù)。就這兩類(lèi)電動(dòng)機(jī)來(lái)講，這要由轉(zhuǎn)子在每一定子相中的感應(yīng)來(lái)測(cè)量或估計(jì)反電動(dòng)勢(shì)（BACK emf），在無(wú)電刷直流電動(dòng)機(jī)中，其中一相總是被關(guān)閉，這樣便可利用反電動(dòng)勢(shì)測(cè)量和零交點(diǎn)檢測(cè)來(lái)計(jì)算正確的相開(kāi)關(guān)時(shí)間和形式。

　　在永磁同步電動(dòng)機(jī)中，必須估計(jì)反電動(dòng)勢(shì)波形，然後利用反三角函數(shù)取出轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)。在實(shí)際當(dāng)中不少的干擾影響也疊加在定子電壓波形上，須先行將之濾出，才可以抽出在數(shù)據(jù)中所包含的轉(zhuǎn)子位置資料。在實(shí)現(xiàn)無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)控制上DSP是完全符合高速運(yùn)算要求的最佳之選。

　　數(shù)字信號(hào)控制器

　　FREESCALE近來(lái)推出56F8000數(shù)字信號(hào)控制器（Digital Signal CONTROLler）系列，此是把DSP功能與微控制器式的管理結(jié)合為一體。56F8000建基於一個(gè)高性能16 bit核芯，有32MIPS的操作速度，并裝備有大量的外圍服務(wù)應(yīng)用程序，包括電動(dòng)機(jī)控制和眾多其他功能，譬如在圖2中所示的56F8013就是使到電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用達(dá)至最優(yōu)化，并包括以下的外圍設(shè)備∶

　　—三相PWM模塊，有15 bit分辨能力和一組可編程的故障和配置

　　—12 bit ADC，準(zhǔn)許有同時(shí)轉(zhuǎn)換和比如零交點(diǎn)檢測(cè)。

　　—時(shí)間器模塊，有16 bit分辨率和多通道結(jié)構(gòu)，可用作速度或時(shí)間計(jì)算。