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              直流无刷电机梯形波换相原则

              时间:05-12 19:03 点击:74

              控制直流无刷电机最简单的一种方式就是所谓的“梯形波式”换相。在这种方案中,我们每次只控制一对电机线圈中的电流九州体育娱乐,而第三路线圈在电路上一直与电源不接触。安装在直流无刷电机内部的霍尔信号每隔 60 度角检测一次,并将检测到的结果通过数字信号反馈给电机的控制器部分。由于在梯形波换相的情况下,直流无刷电机只有两组线圈通以相同的电流,而第三组线圈电流为零,所以这种检测方式在电机旋转一圈中只能检测到六个方向的电流矢量。在直流无刷电机旋转过程中九州体育娱乐,电机电流每 60 度改变一次,所以每个电流矢量只能标定左右 30 度范围之内的电流九州体育娱乐。电流的波形从零阶跃式跳变到正向最大电流九州体育娱乐,然后再为零,再变为负向最大电流。在这种情况下九州体育娱乐,电机电流在六个区域内有规律地跳变,使得直流无刷电机可以近似平滑地运转。

               

              直流无刷电机梯形波控制方式


              这是直流无刷电机驱动的梯形波控制方式的框架图。这里采用了一个 PI 控制回路来对电流进行控制。我们用实际测量的电流和需求电流进行比较,得到一个偏差信号。这个偏差信号再经由积分和放大而产生一个输出的纠偏值,这个纠偏值就是用来减少误差的。这个由 P-I 控制回路产生的纠偏值随后经过 PWM 整定,再提供给输出桥路。这个过程的目的就是为了保证任意线圈中的电流保持稳定的状态九州体育娱乐。

               

              换相与电流控制部分没有任何的联系。直流无刷电机中的霍尔传感器产生的位置信号只是用来选择哪一对线圈对应的输出桥路需要通以电流,而其他桥路则保持无电流状态九州体育娱乐。

               

              电流感应回路主要用来实时地检测通电线圈的电流,并将信号反馈到电流控制回路中。

               

              直流无刷电机驱动器梯形波控制图


              虽然说梯形波换相的控制方式可以满足许多不同的应用控制,但它仍然存在一些缺陷。因为在这种换相方式下,电流矢量只能表示六个非连续的方向,它不能表征任意 30 度角内的电流变化。这就使直流无刷电机的力矩以六倍于电机转动频率的状态产生 15%(1-cos(30))的波动。这种电流矢量的不精确也带来了效率的损失,因为线圈上的部分电流对直流无刷电机来说不能产生力矩。更为重要的是,直流无刷电机每转一圈而产生的六次电流通道的切换,会产生刺耳的噪声九州体育娱乐,而且会使低速下电机的精度非常难控制九州体育娱乐九州体育娱乐。


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