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常见问题

无刷直流马达控制电路

时间:2023-12-27 21:13:26 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  无刷直流电机(BLDC)是一种高效、高可靠性、低噪声和低维护成本的电机,由于其优异的性能,在许多应用中得到了广泛的应用,例如家用电器、工业自动化、电动车等。控制BLDC电机需要一个专门的控制电路,以下是常用的几种BLDC电机控制电路:

  三相桥式电机驱动器:这是一种常用的BLDC电机控制电路,它使用三相桥式电路来控制BLDC电机的相位和电流。三相桥式电路由六个功率晶体管组成,经过控制不同的晶体管通断,可以使电机转动并控制其速度和方向。

  三相反电动势(EMF)控制器:这种控制电路使用电机本身的三相EMF来控制电机转速和方向。它包括一个由三个电容器和三个绕组组成的桥式电路,通过改变电容器的充放电状态来控制电机的相位和电流。

  磁传感器控制器:这种控制电路使用磁传感器来检测电机的位置,并根据检测结果控制电机的相位和电流。磁传感器一般会用霍尔效应传感器或磁性编码器,可以准确地检测电机的转子位置和速度,并实现高精度的控制。

  无传感器控制器:这种控制电路不需要磁传感器来检测电机的位置,而是经过测量电机的EMF信号来确定转子位置和速度,并控制电机的相位和电流。无传感器控制器具有简单、高效、低成本等优点,已经大范围的应用于许多领域。

  电子换向控制器:这种控制器使用半导体器件来控制电机的相位和电流,电机的换向过程经过控制不同的半导体开关来实现。电子换向控制器通常具有高速、高效、低噪声等特点,适用于高速、高精度控制的应用。

  磁致伸缩换向控制器:这种控制器利用磁致伸缩效应来实现电机的换向,通过改变磁场的方向来控制电机的相位和电流。磁致伸缩换向控制器具有高速、高效、低成本等优点,适用于一些特殊应用场合。

  无论采用何种控制电路,控制BLDC电机都需要一定的控制算法和软件支持。常用的控制算法包括三角函数PWM(Pulse Width Modulation)控制、反馈控制、PID(Proportional Integral Derivative)控制等。此外,还需要一些硬件设备支持,例如控制器芯片、功率晶体管、磁传感器、编码器等。

  总之,无刷直流电机控制电路能根据不同的控制需求和技术要求选择不同的控制器和算法,以实现高效、精确、可靠的电机控制。

  以上是一些常用的BLDC电机控制电路,不同的电路具有不同的特点和适用范围,能够准确的通过具体的应用需求和技术方面的要求来选择和使用。

  无刷直流电机驱动控制电路如图1 所示。该电路采取三相六臂全桥驱动方式,采用此方式能减少电流波动和转矩脉动,使得电机输出较大的转矩。在电机驱动部分使用6个功率场效应管控制输出电压,四轴飞行器中的直流无刷电机驱动电路电源电压为12 V.驱动电路中,Q1~Q3采用IR公司的IRFR5305(P沟道),Q4~Q6为IRFR1205(N 沟道)。该场效应管内藏续流二极管,为场效应管关断时提供电流通路,以避免管子的反向击穿,其典型特性参数见表1.T1~T3 采用PDTC143ET 为场效应管提供驱动信号。

  无刷直流电机驱动控制采用三相六状态控制策略,功率管具有六种触发状态,每次只有两个管子导通,每60°电角度换向一次,若某一时刻AB 相导通时,C 相截至,无电流输出。单片机根据检测到的电机转子位置,利用MOSFET的开关特性,实现电机的通电控制,例如,当Q1、Q5 打开时,AB 相导通,此时电流流向为电源正极→Q1→绕组A→绕组B→Q5→电源负极。类似的,当MOSFET 打开顺序分别为Q1Q5,Q1Q6,Q2Q6,Q2Q4,Q3Q4,Q3Q5时,只要在合适的时机做准确换向,就可实现无刷直流电机的连续运转。

  下图为无刷电机的三相全桥驱动电路,使用六个N沟道的MOSFET管(Q1~Q6)做功率输出元件,工作时输出电流可达数十安。为便于描述,该电路有以下默认约定:Q1/Q2/Q3称做驱动桥的“上臂”,Q4/Q5/Q6称做“下臂”。

  图中R1/R2/R3为Q1/Q2/Q3的上拉电阻,连接到二极管和电容组成的倍压整流电路(原理请自行分析),为上臂驱动管提供两倍于电源电压(2×11V)的上拉电平,使上臂MOSFET在工作时有足够高的VGS压差,降低MOSFET大电流输出时的导通内阻,详细数据可参考MOS管DataSheet。

  上臂MOS管的G极分别由Q7/Q8/Q9驱动,在工作时只起到导通换相的作用。下臂MOS由MCU的PWM输出口直接驱动,注意所选用的MCU管脚要有推挽输出特性。

  图1示出采用8751单片机来控制直流无刷电动机的原理框图。8751的P1口同7406反相器联结控制直流无刷电动机的换相,P2口用于测量来自于位置传感器的信号H1、H2、H3,P0口外接一个数模转换器。

  图 /

  电磁阀控制电路 :为了智能化地实现随时随地监控矿井内瓦斯浓度这一功能,主控芯片CC2430采用模糊PID来控制,通过P0_1输出所需波形,通过下面的电路控制电磁阀的开合。电磁阀断开,抽排泵停止工作;电磁阀吸合,抽排泵开始工作,把矿井内的瓦斯气体排出矿井,直到矿井内的瓦斯浓度在安全的生产范围内。电磁阀控制电路如图5所示。 图5 电磁阀控制电路 当P0_1输出为高电平时,三极管处于饱和状态,场效应管IRF9530作为电子开关,IRF9530加了驱动电压,漏极获得放大电流,电磁阀闭合;当P0_1输出为低电平时,三极管的基极电压为0,使三极管处于截止状态,场效应管也不符合导通条件,也处于截止状态,电磁阀断开。

  设计 /

  无刷直流电机的运行特性 无刷直流电机的运行特性是指电机在起动、正常工作和调速等情况下,电机外部各可测物理量之间的关系。 电机是一种输入电功率、输出机械功率的原动机械。因此,我们最关心的是它的转矩、转速,以及转矩和转速随输入电压、电流、负载变化而变化的规律。据此,电机的运行特性可分为起动特性、工作特性、机械特性和调速特性。 讨论各种电机的运行特性时,-般都从转速公式、电动势平衡方程式、转矩公式和转矩平衡方程式出发。 无刷直流电机的特性计算需要仔细考虑电机的电磁特性和机械特性两个方面。其中,电磁特性包括电机的电磁势、电磁转矩、电机的转速和电流等,机械特性包括电机的负载特性、转动惯量、转矩常数等。下面介绍一些常用的无刷直流电机特

  图2 /

  工作原理:上图为采用下垂法实现均流的控制电路。图中凡为模块k(k=1,2,…,n)的电流检测电阻,用检测到的电流信号,通过电流放大器以后得到电流放大器的输出信号Uik,Uik与模块k的输出反馈电压Uf综合(即加杈相加),而后再与基准电压Ur作比较,由电压误差放大器输出控制信号Ue、由Ue去调节PWM控制器,从而就可以自动地调节模块的输出电压。例如,当模块k的输出电流Iok增大时,相应的Uik上升,Ue下降,使模块乃的输出电压下降,输出电流随之减小,实现了近似的均流。 在实际的转换器并联工作时,还要调整(或由器件参数的精度保证)模块的空载输出电压,使其尽可能的一致,以提高均流的效果。 这里需要指出的是,

  设计 /

  如今,工程师将电机控制管理系统用于数字与模拟技术来应对过去面临的挑战,包括 电机 速度控制、旋转方向、漂移及电机疲劳等。微控制器 (MCU) 的应用为当代工程师提供了动态控制电机动作的机会,从而使其能够应对环境压力和状况。这有助于延长操作寿命并减少维修,以此来降低成本。 目前, 电机 制造商倾向于制造三相BLDC电机。原因主要在于BLDC电机不非间接接触换向器和电气终端(有刷电机非间接接触),因而不仅可降低功耗增加扭矩,同时还可延长操作时间。遗憾的是,与有刷直流或交流电机相比,三相电机控制装置更为复杂。此外,数字与模拟组件之间的关系变得很重要。 本文将简要探讨在三相 BLDC 电机应用中使用模拟组件和微控制器时应考虑的问题。同时还将重点介绍适

  电机控制管理系统的实际应用及设计探讨 /

  开关电源使用率高,有串联型稳压电源无法媲美的优越性 效率高:开关型稳压电源的调整管工作在开关状态,因此,功耗很小,效率可大幅度的提升,其效率通常可达80%~90% 左右。 重量轻:开关型稳压电源常采用电网输入的交流电压直接整流,省去了笨重的低频变压器。 稳压范围宽:输入交流电压在80~260V 之间变化时,都能达到良好的稳压效果,输出电压的变化在2% 以下,与此同时仍保持高效率。 安全可靠:在开关型稳压电路中,具有各种保护电路。 滤波电容容量小:由于开关信号频率高,滤波电容的容量大大减小。 功耗小,机内温升低:由于晶体管工作在开关状态,不需采用大散热器,机内温升低,因此整机的可靠性和稳定能力也得到某些特定的程度提高。

  摘要:从中频逆变技术现状、中频逆变电源原理出发,提出并设计出了基于DSP(Digital Single Process)的大功率中频逆变电阻焊电源控制电路。实验验证了此设计的具体方案的可行性和优越性,即控制电路简化、器件少、体积小、降低了成本、短路保护动作可靠,满足性能指标的要求,提高了系统的控制精度等优越性。 关键字:中频逆变、驱动、DSP、IGBT 1 引言 电阻焊是一种重要的焊接工艺,具有生产效率高、成本低、节省材料和易于自动化等特点,被大范围的应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等工业。近年来,随着汽车和制罐等制造业的迅速发展,专用电阻焊机也得到了空前的发展,逐步趋向自动化和机器人化。焊接控制电源是电阻焊机系统中的一

  设计 /

  解锁【W5500-EVB-Pico】,探秘以太网底层,得捷电子Follow me第4期来袭!

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