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RS0810CN506精工电机渠道商介绍,无刷电机属于自换流型(自我方向转换),因此控制起来更加复杂。
BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。对于闭环速度控制,有两个附加要求,即对于转子速度/或电机电流以及PWM信号进行测量,以控制电机速度功率。
BLDC电机可以根据应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。大多数应用仅要求速度变化操作,将采用6个独立的边排列PWM信号。这就提供了**的分辨率。如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转,推荐使用补充的中心排列PWM信号。
为了感应转子位置,BLDC电机采用霍尔效应传感器来提供**定位感应。这就导致了更多线的使用和更高的成本。无传感器BLDC控制省去了对于霍尔传感器的需要,而是采用电机的反电动势(电动势)来预测转子位置。无传感器控制对于像风扇和泵这样的低成本变速应用至关重要。在采有BLDC电机时,冰箱和空调压缩机也需要无传感器控制。
空载时间的插入和补充
大多数BLDC电机不需要互补的PWM、空载时间插入或空载时间补偿。可能会要求这些特性的BLDC应用仅为高性能BLDC伺服电动机、正弦波激励式BLDC电机、无刷AC、或PC同步电机。
控制算法
许多不同的控制算法都被用以提供对于BLDC电机的控制。典型地,将功率晶体管用作线性稳压器来控制电机电压。当驱动高功率电机时,这种方法并不实用。高功率电机必须采用PWM控制,并要求一个微控制器来提供起动和控制功能。
控制算法必须提供下列三项功能:
用于控制电机速度的PWM电压
用于对电机进整流换向的机制
利用反电动势或霍尔传感器来预测转子位置的方法
脉冲宽度调制仅用于将可变电压应用到电机绕组。**电压与PWM占空度成正比。当得到适当的整流换向时,BLDC的扭矩速度特性与以下直流电机相同。可以用可变电压来控制电机的速度和可变转矩。
功率晶体管的换向实现了定子中的适当绕组,可根据转子位置生成**的转矩。在一个BLDC电机中,MCU必须知道转子的位置并能够在恰当的时间进行整流换向。
BLDC电机的梯形整流换向
对于直流无刷电机的*简单的方法之一是采用所谓的梯形整流换向。
在这个原理图中,每一次要通过一对电机终端来控制电流,而第三个电机终端总是与电源电子性断开。
嵌入大电机中的三种霍尔器件用于提供数字信号,它们在60度的扇形区内测量转子位置,并在电机控制器上提供这些信息。由于每次两个绕组上的电流量相等,而第三个绕组上的电流为零,这种方法仅能产生具有六个方向共中之一的电流空间矢量。随着电机的转向,电机终端的电流在每转60度时,电开关一次(整流换向),因此电流空间矢量总是在90度相移的*接近30度的位置。
因此每个绕组的电流波型为梯形,从零开始到正电流再到零然后再到负电流。
这就产生了电流空间矢量,当它随着转子的旋转在6个不同的方向上进行步升时,它将接近平衡旋转。
在像空调和冰箱这样的电机应用中,采用霍尔传感器并不是一个不变的选择。在非联绕组中感应的反电动势传感器可以用来取得相同的结果。
这种梯形驱动系统因其控制电路的简易性而非常普通,但是它们在整流过程中却要遭遇转矩纹波问题。
资讯来源:汕头罗克自动化
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