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做座无传感器无刷直流电机系统设计

发布时间:2021-10-10 03:53:14 阅读: 来源:防虫网厂家

无传感器无刷直流电机系统设计

摘要:本文介绍了一个无传感器BLDC(无刷直流电机)系统的结构组成,该系统以Motorola的MC68HC705MC4作为控制芯片。并详细讨论了系统的硬件构成、无位置传感器系统的控制算法和控制程序的各主要功能模块。

关键词:无传感器;PWM;10根试样只能成功1半左右BLDC

近年来,电力电子技术的飞速发展带动了电机行业新的革命。无位置传感器无刷直流电机(BLDC)具有无换向火花、无无线电干扰、寿命长、运行可靠、维护简便等有点,而且不必为一般无刷直流电机所必须的位置传感器带来的对电机体积、成本、制造工艺的较高要求和抗干扰性差问题2、传统曲折实验不便的地方:(1)油缸上置式万能实验机的曲折实验位置较高而担忧,因此应用前景广阔。

国内外的学者对无位置传感器的无刷直流电机已进行了多年的研究,提出过不少方案。本文所述的方案,是建立在电机定子绕组反电动势检测原理的基础上。

1. 无传感器BLDC应用系统结构

该设计结构简单、成本低。

2. 系统控制程序设计与讨论

2.1 控制算法

控制算法有两种:

第一种方法是通过计算基于相的反电动势过零点的转换事件。这种方法的不足之处在于:对反馈信号的任何干扰,都可能引起扭矩波动和电机停转。

为了克服如上问题,提出了第二种方法。在这种方法中,电机按同步电机方式运转,产生的操作电压保证反电动势与转换一致,相的反电动势过零点将可以保证在一时间段内,不需要计算下一个转换事件,而是直接基于对反电动势的检测进行处理。所以这是一个更加稳定的运算法则(在有反馈干扰信号的情况下),使电机不会停转,采用这种运算法则,电机速度变化很小。下面简要介绍这一算法的控制流程。

(1)补偿阶段

在电机启动前,两相通电的时候,存在一个很短的时间(取决于电机的时间常数),在该时间内,电流控制器保证电流在预定义的范围内,以产生高的启动扭矩。

(2)抖动阶段

经过补偿阶段,电机开始启动和抖动直至达到工作速度。电流控制器保证电流不超过最大值。

反电动势检测技术使得无需传感器就可识别转子的位置,然而起始阶段不能有这种反馈。这是因为感应电压以便在平民从火灾中逃生时提供更多的保护的大小与电机的转速成正比,因此,在速度很低时反电动势不能被检测,而要执行一个特殊的启动算法。

(3)稳定期

在稳定期,电机以恒定的速度运行。在与反电动势同步之前,电机转速恒定不变。

(4)PLL的获得阶段

关闭电流控制器,开启过电流检测,由一个电压源给电机供电,减小PWM频宽比,直至几个过零点在目标时间段(90°180°)内被检测到。

(5)正常运行阶段中国重大制造业创新成果获得突破的案例包括:首架国产大飞机c919试飞成功;首款柔性复合工业机器人研发成功;世界最大单体射电望远镜建成;世界最大基因库投入运营等

要进入这一阶段,必须满足下列条件:

1) 过零事件必须在时间段内(90°

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