揭秘无刷无传感器直流电机控制原理
目前常用的无刷直流电机控制方法可分为开环控制?/p>
转速负反馈控制和电压负反馈加电
流正反馈控制?/p>
3
类。其中开环控制方式适合于转速精度要求不高的场合,转速负反馈?/p>
式适合于机械特性要求比较硬?/p>
转速精度比较高的场合,
而电压负反馈电流正反馈方式则?/p>
用于动态性能要求比较高的场合?/p>
对于航模用的无刷直流电机?/p>
转速精度要求并不很高,
?/p>
用开环控制方式就可满足要求?/p>
?/p>
1
是无刷直流电机的电路原理?/p>
采用二相导通星形三相六状态控制策略时,其工作过程如下?/p>
wt = 0
º
电流:电源(
+
)→
T1
?/p>
U
?/p>
V
?/p>
T4
→电源(
-
?/p>
wt = 60
º
电流:电源(
+
)→
T1
?/p>
U
?/p>
W
?/p>
T6
→电源(
-
?/p>
wt = 120
º电流:电源(
+
)→
T3
?/p>
V
?/p>
W
?/p>
T6
→电源(
-
?/p>
wt = 180
º电流:电源(
+
)→
T3
?/p>
V
?/p>
U
?/p>
T2
→电源(
-
?/p>
wt = 240
º电流:电源(
+
)→
T5
?/p>
W
?/p>
U
?/p>
T2
→电源(
-
?/p>
wt = 300
º电流:电源(
+
)→
T5
?/p>
W
?/p>
V
?/p>
T4
→电源(
-
?/p>
wt = 360
º电流:电源(
+
)→
T1
?/p>
U
?/p>
V
?/p>
T4
→电源(
-
?/p>
由此可看出,
只要转子在合适的位置及时准确地切换相应的开关管进行换流?/p>
电机就能
平稳旋转并获得最大的转矩?/p>
1.
无位置传感器无刷直流电机位置检测方法选择
无位置传感器无刷直流电机控制的一个关键点就是电机转子位置信息的检测与?/p>
计。作者在设计中使用了反电动势过零法[
4
]对转子位置进行检测。该方法具有线路
简单、技术成熟、成本低廉等优点,当然也存在电机不转及转速很低时反电势无法检?/p>
的缺点。对于这些不足,作者使用了软件优化等方法予以克服。反电势过零法的工作?/p>
理如?/p>
2
所示,
在任何时刻,
电动机三相绕组只有两相导通,
每相绕组正反相分别导?/p>
120
º电角度。通过测量三相绕组端子及中性点相对于直流母线负端(或正端)的电位,
当某端点电位与中性点电位相等时,则此时刻该相绕组反电动势过零,再?/p>
30
º电角?/p>
就必须对功率器件进行换相。据此可设计过零检测及移相(或定时)电路,从而得到全
桥驱?/p>
6
个功率器件的开关顺序?/p>
?/p>
2
反电势过零法的工作原?/p>
由电机学原理可得,三相的反电势过零检测方程为(以
U
相为例)
2.
PWM
调制方式的选择
从图
2
可见?/p>
永磁无刷直流电机?/p>
1
个周期由
6
?/p>
60
º的扇区组成,
每个元件导?/p>
120