无刷电机之无感方案控制难点解
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直流无刷电机无位置传感器控制方法摘要:在直流无刷电机的使用过程中,不能很准确的接收换相信号,因此,就导致该电机无法实现对换相良好的控制,为了解决这类问题的出现,本篇文章将对直流无刷电机中无位置传感器进行研究与分析,并且找到有效的控制方法。
具体的方法是利用电机内部的各种装置之间的联系,来建立出一个直观的电机模型,之后通过电机内部反电势力的不断变化来研究反电势对于换相位置的影响,在经过一定的计算从而能够保证换相信号的准确性,最终实现对其良好的控制。
本篇文章通过具体的试验与测试来对控制的方法进行验证,最终得出,通过上述的方法,能够实现对其换相的控制。
关键词:直流无刷电机;传感器;换相位置;控制效果前言随着经济与技术的共同发展,使得各种工业也得到了快速的发展,由于直流无刷电机在使用的过程中效率非常高且其的构成比较简单,使得直流无刷电机在各个领域中都被广泛地应用,其中包括航天、汽车、家电、工具等等。
与以往的有刷的电机来说,直流无刷电机的组成部分少了电刷这一部分,但是直流无刷电机的作用原理却比有刷的更为复杂。
在直流无刷电机的使用过程中,可以适当地将电机的电路进行调整,从而更好地实现对于换相信号的收集,实现对其的控制,并能够有效地缩小该电机的体积。
一、直流无刷电机的主要构造在直流无刷电机的使用过程中,主要是通过内部的传感器来对换相位置进行检测。
传感器的种类非常多样,最常见的一般为电磁式传感器、光电式传感器以及霍尔式传感器这三种类型,根据需求的不同来选择合适的传感器类型。
与其他的传感器相比,霍尔式传感器的使用成本比较低,且具有较强的性能条件,因此,该类型的传感器被使用得更加广泛。
为了保证直流无刷电机使用的效率,需要对其进行有效地控制,从而提高对于换相信号搜集的准确性。
二、背景介绍随着经济与技术的共同发展,使得人们对于电机的需求越来越大,随之对电机也有了更高的标准。
过去,大多数使用的是直流有刷电机,但这种电机存在诸多缺陷,无法满足需求。
无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究随着电子科技的迅猛发展,越来越多的电力电子技术被应用在日常生活中,无位置传感器直流无刷电机控制技术是其中之一。
该技术能够使电机受到更好的控制,在某些应用中具有巨大的优势。
本篇文章将探讨无位置传感器直流无刷电机控制技术的研究现状以及未来的发展方向,旨在为该技术的研究和应用提供帮助。
一、无位置传感器直流无刷电机控制技术背景及概述直流无刷电机(BLDC)是一种具有潜力的驱动器,拥有高效、低噪声等优点,并且越来越多地应用于工业、农业、医疗、家用电器、交通等领域。
传统的直流电机控制系统需要使用位置传感器来确定转子位置,获得可控的旋转方向和速度。
但是,位置传感器通常是昂贵的,且在操作过程中容易出现故障,同时会产生误差,这些因素均会影响电机的运行稳定性和可靠性。
为此,研究人员逐渐转向寻找无位置传感器控制技术,以减少成本和提高可靠性。
无位置传感器控制技术可以消除电机的位置传感器,因此在电机控制系统中的总成本和故障风险都会降低。
然而,由于无位置传感器的电机控制系统无法达到传感器控制系统的高速度、低噪声、较好的控制精度等优点,在实际应用中无位置传感器的电机控制技术面临着许多挑战和难题。
为了解决这些问题,人们开始研究各种直流无刷电机无位置传感器控制技术。
二、无位置传感器直流无刷电机控制技术研究现状及挑战目前,实现无位置传感器直流无刷电机控制技术的主要方法有Hall 传感器、反电动势(back EMF)、计算力矩等多种技术。
这些方法的基本原理是利用反电动势在旋转过程中产生的特征来确定旋转速度和位置。
具体来讲,Hall 传感器依赖于固定的磁场,可以直接检测到旋转方向和位置;反电动势则是利用电机的反电动势信号来估算旋转方向和位置信息;计算力矩则是利用机械特性和电特性的反馈信息,来估算输出速度和位置。
尽管无位置传感器直流无刷电机控制技术的研究在过去十年中逐渐成熟,但是目前仍然面临着许多挑战。
无刷直流电机无位置传感器控制方法综述所谓的无位置传感器控制,正确的理解应该是无机械的位置传感器控制。
在电机运转的过程中,作为逆变桥功率器件换向导通时序的转子位置信号仍然是需要的,只不过这种信号不再由位置传感器来提供,而应该由新的位置信号检测措施来代替,即以提高电路和控制的复杂性来降低电机的复杂性。
所以,目前永磁无刷直流电机无位置传感器控制研究的核心和关键就是架构一转子位置信号检测线路,从软硬件两个方面来间接获得可靠的转子位置信号,借以触发导通相应的功率器件,驱动电机运转。
1.反电势过零点法(端电压法):基于反电动势过零点的转子位置检测方法是在忽略永磁无刷直流电机电枢反应影响的前提下。
通过检测断开相反电动势过零点。
依次得到转子的六个关键位置信号。
但是存在如下缺点:反电动势正比于转速,低速时不能通过检测端电压来获得换相信息故这种方法严重影响了电机的调速范围。
使电机起动困难;续流二极管导通引起的电压脉冲可能覆盖反电动势信号。
尤其是在高速、重载、或者绕组电气时间常数很大等情况下,续流二极管导通角度很大,可能使得反电动势法无法检测。
反电势过零检测法的改进策略:针对以上缺点,利用神经网络的非线性任意逼近特性, 提出一种基于神经元网络的电机相位补偿控制。
首先由硬件电路获得有效的反电动势信息, 再利用BP 神经网络进行正确相位补偿, 实现无刷直流电机的无位置传感器控制, 获得了较好的效果[1]。
还有一种采用人工神经元网络的永磁无刷直流电机反电势预测新方法, 采用神经元网络方法对永磁无刷直流电动机反电势波形准确预测的结果进一步用于电机动、静态特性的仿真或预测, 这将比假设电机反电势波形为理想正弦波或梯形波所进行的仿真更接近电机的实际运行结果。
较之传统的路和场的计算方法, 达到了快速性和准确性的统一, 且由于神经元网络的自学习神经元网络成功训练后, 就可以用以预测所研究类型的永磁无刷直流电机的反电势波形[2]。
直接检测法,通过比较逆变器直流环中点电压和电机断开相绕组端电压的关系, 直接检测到断开相绕组反电动势的过零点, 再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。
无感无刷电机控制电路知识点
无感无刷电机控制电路是一种常见的电机控制方案,其特点是具有高效、低噪音和可靠性强等优点。
下面将从控制原理、电路设计和应用场景三个方面进行介绍。
一、控制原理
无感无刷电机控制电路的核心是通过传感器检测电机转子位置,然后按照一定的算法控制电流进行驱动。
与传统的有刷电机相比,无感无刷电机不需要刷子与转子直接接触,大大减少了摩擦和磨损,提高了电机的寿命和稳定性。
二、电路设计
无感无刷电机控制电路通常由功率电路和控制电路两部分组成。
功率电路主要包括电机驱动芯片、功率管和滤波电路等,用于将控制信号转化为电机驱动所需的高电流和高电压。
控制电路主要由微控制器或数字信号处理器组成,负责接收传感器反馈信号、计算电机的转子位置和速度,并实时调整电流输出,控制电机的运行状态。
三、应用场景
无感无刷电机控制电路在众多领域有着广泛的应用。
在家电领域,它常用于空调、洗衣机和冰箱等产品中,可实现高效、节能的运行。
在工业自动化领域,无感无刷电机控制电路广泛应用于机器人、传送带和自动化生产线等设备中,提高了生产效率和精度。
此外,无感无刷电机控制电路还被应用于电动车、无人机等交通工具中,以
提供高效、稳定的动力输出。
总结:无感无刷电机控制电路是一种高效、低噪音、可靠性强的电机控制方案。
通过传感器检测电机转子位置,控制电路实时调整电流输出,实现对电机的精确控制。
该技术在家电、工业自动化和交通工具等领域具有广泛的应用前景。
无刷直流电动机无传感器低成本控制方法关键词:无刷直流电动机无位置传感器控制可编程逻辑器件1引言无刷直流电机的无传感器控制是近年来电机驱动领域关注的一项技术。
无位置传感器控制的关键在于获得可靠的转子位置信号,即从软、硬件两个方面间接获得可靠的转子位置信号来代替传统的位置传感器[1~3]。
采用无传感器控制技术的无刷电机具有结构简单、体积小、可靠性高和可维护性强等优点,使其在多个领域内得到了充分的利用[4]。
目前对于无传感器无刷电机的控制多采用单纯依靠DSP软件控制的方法[5],但是由于控制算法计算量大,执行速度较慢,且DSP成本较高,不利于以后向市场推广。
同时也出现了应用于无传感器BLDCM控制的一些专用的集成电路[6],但由于这些芯片可扩展性和通用性较低,而且价格昂贵,只适用于低压、小功率领域。
为了扩展无传感器BLDCM应用领域,降低其控制系统的成本,扩充控制系统的功能,增加控制系统的灵活性,本文以MCU+PLD方式组成控制系统的核心,利用PLD数字逻辑功能,分担MCU 的逻辑运算压力,使MCU和PLD的功能都得到了最大程度的发挥。
对于无位置传感器BLDCM控制系统,本文着重分析了换相控制策略和闭环调速,最后通过仿真和实验,验证了控制系统的合理性和可行性。
2系统的总体硬件设计本文中所设计系统是以8位PIC单片机和PLD构成的硬件平台,硬件结构框图如图1所示。
功率逆变电路采用三相全桥逆变结构,电机定子绕组为Y接法,电机工作模式为三相6状态方式。
在本文无传感器控制方式中采用反电动势过零位置检测方法,位置检测电路根据电机端电压获取3路位置信号,将信号送入PIC单片机进行软件移相后得到3路换相信号,由可编程逻辑器件进行逻辑解码后输出6路驱动开关管的前极信号,通过驱动芯片IR2233产生驱动信号以控制各开关管的导通与关断。
该系统采用速度单闭环方式,通过改变PWM的占空比以达到调速的目的。
本文中选用Microchip 公司的单片机PIC16F874作为控制核心,它内部有8K的FLASH 程序存储器,368字节的数据存储器(RAM),256字节的EEPROM数据存储器,14个中断源,8级深度的硬件堆栈,3个定时/计数器,两个捕捉/比较/PWM (CCP)模块,10位多通道A/D转换器等外围电路和硬件资源⑹。
电机高频注入原理_STM32TALK无感FOC方案原理机器控制难点分析一、电机高频注入原理电机高频注入是一种通过在电机中注入高频信号来实现无传感器场定位的方法。
在传统的电机控制中,需要使用传感器来获取电机的位置信息,从而实现闭环控制。
而在无感FOC方案中,通过在电机中注入高频信号,可以通过对电机响应的观测来推测电机的位置,从而实现闭环控制。
具体实现时,需要在电机的定子绕组中注入高频信号,这个高频信号被称为注入信号。
注入信号的频率需要远高于电机运行的频率,通常是几十倍甚至几百倍。
注入信号的功率一般很小,通常是电机运行时功率的几千分之一、通过在电机中注入高频信号,可以在电机响应中观察到一系列的谐波成分,这些谐波成分与电机的位置息息相关,通过对这些谐波成分的观测和分析,就可以推测出电机的位置。
二、STM32TALK无感FOC方案原理STM32TALK是一种基于STM32微控制器的无感FOC方案,该方案通过在电机中注入高频信号,实现无传感器的场定位。
具体实现时,STM32TALK方案使用了一种称为“注入信号模型”的方法来推测电机的位置。
注入信号模型是通过将电机的注入信号与电流进行数学运算,得到一个与电机位置相关的信号,通过对这个信号的观测和分析,就可以推测出电机的位置。
具体实现时,STM32TALK方案使用了一种称为“注入信号模型”的方法来推测电机的位置。
在注入信号模型中,注入信号与电流的乘积被称为“注入信号模型值”,这个值与电机的位置相关。
通过对注入信号模型值的观测和分析,就可以推测出电机的位置。
为了实现这个推测,STM32TALK方案使用了一种叫做“模型匹配”的方法,即将注入信号模型值与一系列预先计算好的模型值进行匹配,通过寻找最佳匹配,就可以得到电机的位置。
在实际的机器控制中,无感FOC方案面临着一些难点和挑战。
1.高频信号注入:高频信号注入需要在电机中注入高频信号,这对于电机和电机驱动器的设计和实现提出了一定要求。
无刷直流电动机无传感器低成本控制方法关键词:无刷直流电动机无位置传感器控制可编程逻辑器件1 引言无刷直流电机的无传感器控制是近年来电机驱动领域关注的一项技术。
无位置传感器控制的关键在于获得可靠的转子位置信号,即从软、硬件两个方面间接获得可靠的转子位置信号来代替传统的位置传感器[1~3]。
采用无传感器控制技术的无刷电机具有结构简单、体积小、可靠性高和可维护性强等优点,使其在多个领域内得到了充分的利用[4]。
目前对于无传感器无刷电机的控制多采用单纯依靠DSP软件控制的方法[5],但是由于控制算法计算量大,执行速度较慢,且DSP 成本较高,不利于以后向市场推广。
同时也出现了应用于无传感器BLDCM控制的一些专用的集成电路[6],但由于这些芯片可扩展性和通用性较低,而且价格昂贵,只适用于低压、小功率领域。
为了扩展无传感器BLDCM应用领域,降低其控制系统的成本,扩充控制系统的功能,增加控制系统的灵活性,本文以MCU+PLD方式组成控制系统的核心,利用PLD数字逻辑功能,分担MCU 的逻辑运算压力,使MCU和PLD的功能都得到了最大程度的发挥。
对于无位置传感器BLDCM 控制系统,本文着重分析了换相控制策略和闭环调速,最后通过仿真和实验,验证了控制系统的合理性和可行性。
2 系统的总体硬件设计本文中所设计系统是以8位PIC单片机和PLD构成的硬件平台,硬件结构框图如图1所示。
图1 系统总体结构硬件框图功率逆变电路采用三相全桥逆变结构,电机定子绕组为Y接法,电机工作模式为三相6状态方式。
在本文无传感器控制方式中采用反电动势过零位置检测方法,位置检测电路根据电机端电压获取3路位置信号,将信号送入PIC单片机进行软件移相后得到3路换相信号,由可编程逻辑器件进行逻辑解码后输出6路驱动开关管的前极信号,通过驱动芯片IR2233产生驱动信号以控制各开关管的导通与关断。
该系统采用速度单闭环方式,通过改变PWM的占空比以达到调速的目的。
无位置传感器控制技术是无刷直流电机研究的热点之一,国内外相关研究已经取得阶段性成果。
在无刷直流电机工作过程中,各相绕组轮流交替导通,绕组表现为断续通电。
在绕组不通电时,由于绕组线圈的蓄能释放,会产生感应电动势,该感应电动势的波形在绕组两端有可能被检测出来。
利用感应电动势的一些特点,可有取代转子上的位置传感器功能,来得到需要的换相信息。
由此,就出现了无位置传感器的无刷直流电动机。
尽管无位置传感器控制方式使得转子位置检测的精确度有所降低,但由于取消了位置传感器,电机的结构更加简单,安装更加方便,成本降低,可靠性进一步提高,在对体积和可靠性有要求的领域以及不适合安装位置传感器的场合,无位置传感器无刷直流电机应用广泛。
无位置传感器控制方式下的无刷直流电机具有可靠性高、抗干扰能力强等优点,同时在一定程度上克服了位置传感器安装不准确引起的换相转矩波动。
无位置传感器技术是从控制的硬件和软件两方面着手,以增加控制的复杂性换取电机结构复杂性的降低。
以采用120o电角度两两导通换相方式的三相桥式Y接无刷直流电机为例,讨论基于现代控制理论和智能算法的无刷直流电机无位置传感器控制方法。
转子位置间接检测法目前无刷直流电机中主要采用电磁式、光电式、磁敏式等多种形式的位置传感器,但位置传感器的存在限制了无刷直流电机在某些特定场合的应用,主要体现在:1、位置传感器可使电机系统的体积增大;2、位置传感器使电机与控制系统之间导线增多,使系统易受外界干扰影响;3、位置传感器在高温、高压和湿度较大等恶劣工况下运行时灵敏度变差,系统运行可靠性降低4、位置传感器对安装精度要求较高,机械安装偏差引起的换相不准确直接影响电机的运行性能。
无位置传感器控制技术越来越受到重视,并得到了迅速发展。
依据检测原理的不同,无刷直流电机无位置传感器控制方法主要包括反电势法、磁链法、电感法及人工智能法等。
反电势法反电势法(感应电动势过零点检测法)目前是技术最成熟、应用最广泛的一种位置检测方法。
直流无刷电机无传感器启动方法讨论【摘要】本文详细分析了三种反电动势法检测转子位置启动的方法及其缺陷,在此基础上,提出一种可以获得精确估计的转子位置和准确换相的拟合计算,并用实验加以论证,旨在为直流无刷电机无传感器的启动提供技术参考。
【关键词】无刷直流电机;无传感器;反电动势一、反电动势法检测转子位置启动的方法及其缺陷1.三段式启动法通电后,电机开始加速,当产生明确的反电动势时,电机停止加速并进行强制换向,切换至自同步状态。
上述过程可以分解为:自定位、强制加速和切换至自同步,因此,被命名为三段式启动法。
由于三段式启动的阶段区分过于明显、过渡的不好,在切换时刻,电机往往运行的不平稳,所以三段式启动法适用于电机所带负载较轻的情况,它的通用性不强[1]。
2.升频升压法如图1所示,启动电路通电后,电容C两端的电压逐渐上升,一方面这一电压信号经过压控振荡器和分配器的处理后变为时钟信号,然后再经过环形分配器的处理变为换相信号,通过控制换相信号进一步控制电机绕组的闭合和导通。
另一方面电容C两端的电压信号被调制成占空比可控的PWM信号,电机绕组的电压会随着PWM信号占空比的变化而变化。
加在绕组上的电压与频率随着电容C两端的电压逐渐上升而逐渐变大,电机开始加速运行。
此外,将电容C两端的电压信号和比较器设置的阈值相比较,小于阈值时,电机加速,等于阈值时,电机立刻停止加速,切换到自同步运行状态。
采用升频升压法启动无传感器的无刷电机的成功率较大,但是这种方法占用的PCB板面积很大,不适用于微型应用的场合,并且所需的控制电路比较复杂,所使用的元器件很多,大大降低了电机的可靠性[2]。
图1电路结构框图3.预定位启动法对电机的绕组通电可以形成磁场,这一磁场定位了电机的位置,由于磁场的作用,电机的转子会向着磁场的轴线方向进行旋转,直到转子的磁极和磁场的轴线方向重合。
电机绕组的通电时间要控制好,确保转子的磁极有足够的时间和磁场的轴线方向重合,实现定位。
微型无刷直流电机的无位置传感器控制0 引言在一些应用场合要求使用的电机体积小、效率高、转速高,微型永磁无刷直流电机能够较好地满足要求。
因为电机体积较小,安装位置传感器困难,所以微型无刷直流电机的无位置传感器控制就显得尤为必要。
无刷直流电机的无位置传感器控制的难点在于转子位置信号的检测,目前国内外研究人员提出了诸多方法,其中反电动势法最为简单、可靠,应用范围最广泛。
普遍采用的控制方案为基于DSP 的控制和基于专用集成电路的控制等,但是其价格高、体积大,不利于用在微型电机控制器中。
本文介绍基于C8051F330 单片机、检测反电动势法的无位置传感器无刷直流电机的控制器,系统结构简单,体积超小型,价格低廉,运行性能良好。
1 无传感器无刷直流电机的控制方式实现无刷直流电机电子换相及PWM 控制的逆变器主电路如图1a 所示。
采用两两通电方式,即每一个瞬间有两个功率管导通,每隔60°电角度换相1 次,每一功率管导通120°电角度。
功率管的导通顺序是:V6V1V1V2V2V3V3V4V4V5V5V6。
在方波无刷直流电机中,定子绕组的反电动势波形(即气隙磁通波形)为正负对称的梯形波,如图1b 所示。
从图中可以看出当检测到不通电相绕组的反电动势为零时,以此作为起点滞后30°电角度,即为最佳换相时刻。
因此只要测出各相反电动势的过零点就可获得三相电机所需的6 个关键位置信号,进而实现定子绕组的正确换流。
电动机绕组中性点0 一般未引出,直接测定绕组反电动势相值比较困难,而便于测量的是三相定子绕组对地的端电压。
端电压过中点(直流电源电压的一半)与反电动势过零点在时间上是重合的,所以寻找。
无刷直流BLDC电机控制解决方案无刷直流(BLDC)电机正迅速成为要求高可靠性,高效率和高功率体积比的应用的自然选择。
这些电机在很宽的速度范围内提供大量的扭矩,并且与有刷电机具有相似的扭矩和速度性能曲线特性(尽管有刷电机可提供更大的静止扭矩)。
BLDC电机由于消除了传统直流电机换向时使用的电刷而具有显着的可靠性。
刷子磨损,降低了电机的性能,最终必须更换。
相反,在额定参数范围内运行时,BLDC 电机的预期寿命可超过10,000小时或更长。
与传统装置相比,这种寿命以及随后的维护和备件成本的降低可以抵消电机的较高初始成本。
BLDC电机正在进入最具成本意识的应用领域。
例如,在汽车领域,BLDC电机的使用正在飙升。
汽车制造商尤其被电机在机械工作中转换电能的效率所吸引,这有助于降低对车辆电力系统的需求(图1)。
根据分析师IMS的研究,到2018年,6亿只BLDC电机将用于内燃机驱动的轻型车辆,而2011年则为2亿只。
(BLDC电机的大型版本在电动和混合动力汽车中已经很常见。
)图1:BLDC电机,如用于水泵的这种装置,正在取代汽车应用中的传统电机(Melexis提供)。
BLDC电机的这种兴趣促使芯片供应商为该单元的电子控制系统开发定制的单片芯片。
本文将详细介绍BLDC 电机控制芯片- 用于驱动逆变桥的设备,最终激活电机线圈并控制速度和方向等参数。
减少霍尔传感器故障飞兆半导体公司拥有BLDC电机控制的悠久历史,最近推出的FCM8201芯片仍在继续。
该器件专为感应BLDC 电机控制而设计。
(传感电机需要霍尔效应传感器来指示线圈位置以辅助电子换向序列)。
FCM8201的关键技术进步是它可以选择脉冲宽度调制(PWM)模式。
有两种PWM模式可供选择:正弦波模式和方波模式。
方波模式包括PWM-PWM和PWM-ON技术,可提高电机驱动效率。
Fairchild解释说,该器件还内置霍尔信号调节电路,可为每个传感器信号输入产生3至6μs的“去抖”时间。
无传感器BLDC控制与应用技巧无传感器无刷直流电机(BLDC)控制是现代控制领域中的一项重要技术。
传统的BLDC控制方法需要安装霍尔传感器以检测转子位置,然后采用相应的控制算法来控制电机运行。
然而,安装传感器增加了成本和复杂性,并且有时传感器可能会出错。
1.简化的控制算法:传统的BLDC控制算法有时很复杂,需要对传感器信号进行处理和校准。
无传感器BLDC控制算法可以通过简化反电势测量和位置估算来减少计算负担。
例如,可以使用反电势过零点来确定转子位置,并使用插补方法计算转子角度。
2.直接电流测量:传统的BLDC控制方法使用传感器测量电流,然后进行反电势测量和位置估计。
无传感器BLDC控制可以通过直接测量电流来省略传感器。
这可以通过在电机驱动器中添加简单的电流传感器来实现。
3.传感器故障检测和补偿:无传感器BLDC控制可以通过监测反电势和电流的变化来检测传感器故障。
当检测到传感器故障时,可以采取相应的补偿措施,如使用位置估计算法替代传感器信号。
4.自适应控制策略:无传感器BLDC控制可以通过采用自适应控制策略来提高系统性能。
自适应控制可以根据电机特性和负载要求自动调整控制参数,以实现更好的控制性能。
1.异步电机驱动:无传感器BLDC控制可以用于驱动异步电机,以实现高效的电机控制。
传统的异步电机控制通常需要复杂的硬件电路和控制算法,而无传感器BLDC控制可以提供更简单和有效的解决方案。
2.电动汽车:无传感器BLDC控制在电动汽车中得到了广泛应用。
电动汽车需要高效和精确的电机控制,以提供良好的动力性能和节能性能。
无传感器BLDC控制可以通过减少传感器的使用来降低成本和复杂性,同时提高系统可靠性。
3.空调压缩机:无传感器BLDC控制可以用于控制空调压缩机的转速。
空调压缩机通常需要根据负载需求来调整转速,以提供适当的冷却效果。
无传感器BLDC控制可以根据负载要求自动调整控制参数,以实现高效的压缩机控制。
总之,无传感器BLDC控制是一项重要的技术,可以提供简化的控制算法、直接电流测量、传感器故障检测和补偿等优势。
•无刷电机之无感方案控制难点解析无刷无感控制在实际应用中极为广泛,人们对它的研究也尤为以久,它的控制难点主要有两点:第一,电机的启动;第二,转子位置的检测。
对于高压无感方案来讲,除了软件上的难点之外,硬件设计也不容忽视,如硬件设计稍有不当,会导致整个控制板的干扰很大,从而加大了整个方案成功的难度。
以下我们主要针对低压的无感方案进行讨论,对于低压的无感方案来讲,市面上的硬件设计都大同小异,检测转子的位置的方式也都几乎都采用反电动势检测法。
1、为什么无感方案电机的启动如此困难?对于无刷电机来讲,电机的运转是靠电子开关控制换相,那么想要电机正常高效的运转,就必须要知道转子的位置之后,才能正常换相,问题来了,电机没有传感器,也没有转起来,所以转子的位置就不得而知了,所以无感的启动就要自转启动,先让电机以一定的速率自转,在电机自动的过程中,我们通过检测反电动势来得知转子的位置,从而得到正确的换相的相位。
电机的自启动说起来简单做起来难,本人在调试众多无感方案的过程中,总结出以下几点经验供参考:(1)、首先是自转,自转一定要让电机运转顺畅,不能打抖,同时也不能造成大电流。
这是启动成功的非常关键的一步。
具体如何达到这个效果,就要各位在调试的过程中调节PWM占空比以及换相时间的长短了。
(2)、启动步数不能太少,也不要过多,一般十来步就够了,等电机运行十来步后开始检测反电动势,当检测到正确的反电动势后这时候电机就正常运转起来了。
2、如何检测反电动势检测反电动势的方法有两种,第一是用单片机内部AD采样反电动势信号来进行比较,第二是用比较器直接比较。
这两种方法思路都是一样,但依个人的经验来看,用比较器的方案更可靠,性能更好,特别是电机转速要求非常高时,用AD采样方法几乎是行不通的。
虽然用比较器方案更有优势,可为何在市面上用AD采样的方式也非常常见?这个主要是因为产品成本的问题。
用比较器方案做,要不在外部加一个比较器IC,不仅增加成本,同时也增大PCB的布板空间,其二就是找一个内部带AD的单片机,而这种单片机相对来讲通常价格偏高一些。
无刷电机之无感方案控制难点解析
无刷无感控制在实际应用中极为广泛,人们对它的研究也尤为以久,它的控制难点主要有两点:第一,电机的启动;第二,转子位置的检测。
对于高压无感方案来讲,除了软件上的难点之外,硬件设计也不容忽视,如硬件设计稍有不当,会导致整个控制板的干扰很大,从而加大了整个方案成功的难度。
以下我们主要针对低压的无感方案进行讨论,对于低压的无感方案来讲,市面上的硬件设计都大同小异,检测转子的位置的方式也都几乎都采用反电动势检测法。
1、为什么无感方案电机的启动如此困难?
对于无刷电机来讲,电机的运转是靠电子开关控制换相,那么想要电机正常高效的运转,就必须要知道转子的位置之后,才能正常换相,问题来了,电机没有传感器,也没有转起来,所以转子的位置就不得而知了,所以无感的启动就要自转启动,先让电机以一定的速率自转,在电机自动的过程中,我们通过检测反电动势来得知转子的位置,从而得到正确的换相的相位。
电机的自启动说起来简单做起来难,本人在调试众多无感方案的过程中,总结出以下几点经验供参考:
(1)、首先是自转,自转一定要让电机运转顺畅,不能打抖,同时也不能造成大电流。
这是启动成功的非常关键的一步。
具体如何达到这个效果,就要各位在调试的过程中调节PWM占空比以及换相时间的长短了。
(2)、启动步数不能太少,也不要过多,一般十来步就够了,等电机运行十来步后开始检测反电动势,当检测到正确的反电动势后这时候电机就正常运转起来了。
2、如何检测反电动势
检测反电动势的方法有两种,第一是用单片机内部AD采样反电动势信号来进行比较,第二是用比较器直接比较。
这两种方法思路都是一样,但依个人的经验来看,用比较器的方案更可靠,性能更好,特别是电机转速要求非常高时,用AD采样方法几乎是行不通的。
虽然用比较器方案更有优势,可为何在市面上用AD采样的方式也非常常见?这个主要是因为产品成本的问题。
用比较器方案做,要不在外部加一个比较器IC,不仅增加成本,同时也增大PCB的布板空间,其二就是找一个内部带AD的单片机,而这种单片机相对来讲通常价格偏高一些。
下图为检测反电动势的电路参考图:
这是个AD检测方案、比较器比较方案通用的电路图,如果单片机有比较器,那就接到比较器的那个端口,如果没有,就必须要接到AD口。
以比较器方案为例,当电机自转完成后,打开比较器中断(比较对象为:中点电压与悬空相的电压值),当比较中断到来时,立即换相,换相后再设置比较器的比较对像,即中点电压与当前悬空相的电压值,以等待下一次比较中断的到来。
以上控制方式是没有延时30度的控制方式,在一般的控制系统中,此控制方式可行,特别是做无感大电流大扭力的方案,不延时的控制方式反而会更加稳定,带载能力会更强。
当然这样做也有弊端,就是效率不如增加30度延时的高。
具体用什么方式来做,就得看实际的产品了。