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直流无刷电机的控制原理

时间:12-22 23:11 点击:114

    直流无刷电机是以电子方式控制电机换向,因此直流无刷电机有丰富的调速模式,那它是怎样的控制原理呢?


    要想让直流无刷电机转动起来,首先控制部分就必须根据霍尔传感器感应到电子转子目前所在的位置,然后依照定子绕组决定开启或关闭换向器中功率晶体管的顺序,换向器中AH、BH、CH(上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(下臂功率晶体管),使电流依序流经电机绕组产生顺向或逆向旋转磁场,并与转子的磁铁相互作用,如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到霍尔传感器感应出另一组信号的位置时,控制部分又再开启下一组功率晶体管,如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部分决定要电机转子停止则关闭功率晶体管;要电机转子方向则功率晶体管开启顺序相反。


    基本上功率晶体管的开法可举例如下:

    AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL一组→BH、AL一组→CH、AL一组→CH、BL一组,但绝不能开成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外,因为电子零件总有开关的响应时间,所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去,否则当上臂晶体管或下臂晶体管尚未完全关闭,上臂晶体管或下臂晶体管就已开启,结果就造成上、下臂晶体管而使功率晶体管烧毁。

直流无刷电机控制原理图

    当电机转动起来,控制部分会再根据控制器设定的速度及加/减速率所组成的命令与霍尔传感器信号变化的速度加以比对再来决定由下一组(AH、BL或AH、CL或BH、CL或......)开关导通,以及导通时间长短。速度不够则开长,速度过头则减短,此部分工作就由PWM(脉宽)来完成。PWM(脉宽)是决定电机转速快或慢的方式,如何产生这样的PWM(脉宽)才是要达到较精准速度控制的核心。高转速的速度控制必须考虑到系统的达到分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间,另外对于霍尔传感器信号变化的资料存取方式也影响到处理器效能与判定正确性、实时性。至于低速的速度控制尤其是低速起动则因为回传的霍尔传感器信号变化变得更慢,这样撷取信号方式、处理时机以及根据电机特性适当配置控制参数值就显得非常重要。


      以上就是直流无刷电机的控制原理,要想了解更多知识,请致电东莞东昊电机有限公司!

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