無刷無感直流電機方波驅動軟件分析


無刷無感直流電機方波驅動多用六步換相法,現就六步換相法中的難點做些分析

一. 啟動

無刷無感直流電機多通過反電勢來判斷轉子位置,但在電機轉速為零或很低的情況下,檢測不到反電勢,必須讓電機加速到一定速度才可以通過反電動勢檢測轉子位置。通常用三段式啟動法,包括三個步驟:預定位、加速、切換。

 

預定位:剛開始的時候轉子位置是未知的,而啟動前需要准確知道轉子位置,因此給電機任意二相通電,把電機轉子固定到一個已知位置。例如先給AB通電,再給BC通電,給二相通電比起給一相通電的好處是,避免了轉子正好與通電相成90度而不能把轉子拉到預定位置。

 

加速:加速的方法有恆頻升壓法、恆壓升頻法、升壓升頻法。常用的方法是恆頻升壓法:通過不斷改變占空比和換相時間來使轉子加速

 

切換:轉速達到一定值,可以檢測到反電動勢的時候,就可以通過切換到正常運行狀態,選擇切換的方法通常有:

1. 可以檢測到電機轉速,達到預定轉速切換;

2. 設定一個加速時間,超過加速時間后切換;

3. 檢測到一定次數的反電動勢后切換。

 

二. 換相時間

換相時間影響到電機的效率,理論上的最佳換相時間是檢測到過零點后30度電角度,但過零點后30度電角度准確時間是多長卻是難以知道的,只能通過前幾次換相時間來進行推斷,推斷總會有誤差,且程序的執行也是需要時間,因此最佳換相時間算法成了一個關注點。在一些算法中,選擇檢測到過零點后立即換相,在高速的情況下電機效率損失很小。

 

三. 閉環控制執行時間

大多數的應用下用開環控制就足以應付,如無人機,然而需要精確速度控制的情況下,需要加入PID閉環控制,常用的有轉速單閉環控制、轉速電流雙閉環控制,在雙閉環控制中,通常內環運行頻率高於外環運行頻率。


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