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直流无刷电机启动及转速调节策略详解

时间:04-28 18:18 点击:93

直流无刷电机运行特性可知,如果启动策略欠妥,可能导致产生远超出正常电流的启动电流,以致损坏硬件电路;也可能因启动电流小,导致电磁转矩偏低,电机启动困难,启动时间长等问题。

 

直流无刷电机转速单闭环调速系统中,电枢电流通常也不可测。为保证系统的可靠运行,电机通常空载或轻载启动。PWM占空比从一个较小的足以克服负载转矩的值开始逐渐上升,直至达到设定转速。然后,控制系统才转换到正常的转速闭环控制。PWM占空比的缓慢提升相当于缓慢增加施加于电机电枢电压,从而使启动电流被限制在一个合适的水平。50至几百毫秒的软启动时间一般足以限制启动电流的冲击。

 

直流无刷电机启动及转速调节


以驱动风机为例,直流无刷电机PWM方式启动过程可分为三个过程。

①转子定位:视负载大小选择启动转矩。再计算电枢电压从而确定启动PWM占空比。换相电路输出特定相电压,直到转子旋转到特定位置。

 

②斜坡升速:换相电路根据检测到的位置信号开始换相,并开始转速测量。根据实测转速推算负载转矩,并结合要求的升速时间确定所需电磁转矩。再计算对应的电枢电流。最后计算新占空比值并输出。如此重复直至启动过程结束。

 

③正常运行:系统进入闭环运行状态,占空比由转速PID运算确定。

 

总之,转速单闭环系统具有系统简单、成本低廉等优点。但因电流不可控,系统动态性能欠佳,不适用于有频繁启停要求的应用场合。


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