設(shè)計高性能低功耗三相無刷直流電機控制系統(tǒng)

作者：時間：2013-12-16 來源：網(wǎng)絡(luò)

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k-word; text-indent: 2em; line-height: 24px; color: rgb(62, 62, 62); font-family: Tahoma, Arial, sans-serif; font-size: 14px; text-align: justify; ">逆電動勢是指永久磁鐵在定子繞組中產(chǎn)生的電壓。電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)這種情況。共有三個可用于控制和反饋信號的主要逆電動勢特征。第一，適用于電機速度的逆電動勢等級。因此，設(shè)計師使用工作電壓至少為標(biāo)準(zhǔn)電壓的 2 倍的 MOSFET 驅(qū)動器。第二，逆電動勢信號的斜率隨速度增加而增加。第三亦即最后者，如圖 4 所示的“交叉事件”中逆電動勢信號是對稱的。精確檢測交叉事件是執(zhí)行逆電動勢算法的關(guān)鍵。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/227479.htm

逆電動勢模擬信號可使用高壓運算放大器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(廣泛應(yīng)用于最現(xiàn)代的微控制器)按每個混合信號電路轉(zhuǎn)化至 MCU。每個至少需要一個 ADC。使用無傳感器控制時，啟用順序至關(guān)重要，這是由于 MCU 最初不確定轉(zhuǎn)子的初始位置。首先啟動電機，激勵兩個繞組，同時從逆電動勢反饋回路進行幾次測量，直到確定了精確位置。

設(shè)計高性能低功耗三相無刷直流電機控制系統(tǒng)

通?？墒褂镁哂?MUC 的閉環(huán)控制系統(tǒng)操作 BLDC 電機。MCU 可執(zhí)行伺服回路控制、計算、糾正、PID 控制及傳感器管理(如逆電動勢、霍爾傳感器或轉(zhuǎn)速計)(參見圖 5)。這些數(shù)字控制器通常為 8 位或更高，需要 EEPROM 儲存固件，從而獲得設(shè)置所需電機速度、方向及維持電機穩(wěn)定性所需的算法。通常，MCU 可提供允許無傳感器電機控制構(gòu)架的 ADC。該構(gòu)架可節(jié)省寶貴成本和電路板空間。MCU 兼具較強可構(gòu)造性和靈活性，可滿足優(yōu)化應(yīng)用算法之所需。模擬 IC 可為 MUC 提供高效電源、電壓調(diào)整、電壓基準(zhǔn)，能夠驅(qū)動 MOSFET 或 IGBT及故障保護。采用這兩種技術(shù)均可高效地操作三項 BLDC 電機，且與感應(yīng)電機和有刷電機價格相當(dāng)。

總結(jié)

在許多市場和應(yīng)用中，向高效 BLDC電機過渡的趨勢越來越普遍。這是由于 BLDC電機用于以下優(yōu)勢：

●高效(達 75%，交流電機僅為 40%)

●熱量更少

●更高可靠性(無電觸頭)

●可在危險環(huán)境下操作更加安全(無灰塵產(chǎn)生，而有刷電機則有)。

通過在關(guān)鍵任務(wù)子系統(tǒng)中使用 BLDC電機，可減少重量。這意味著在車輛中應(yīng)用節(jié)約更多燃油。由于 BLDC電機完全采用電子整流，因此更易于高速地控制電機的扭矩和 RPM。全球許多國家面臨著電網(wǎng)不足引起的有效功率不足?？梢钥隙ǖ氖?，為了更有效地使用 BLDC電機，少數(shù)國家正在提供補貼或正準(zhǔn)備提供補貼。BLDC 部署是在避免對我們的生活方式造成不利影響的前提下促進綠色環(huán)保，節(jié)約全球?qū)氋F資源的趨勢之一。