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无刷直流电机控制的概念及原理

时间:2023-10-12 09:07:35 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  如果需要电机转动起来,需要给电机转子一个旋转的磁场。对于三相无刷直流电机来说,直流电压源只为三相逆变器提供恒定电压,所以要通过三相逆变器将直流电转换成三相电流,依次为不同线圈对通电。

  BLDC电机通过下图所示三相逆变器电路能实现电机的换向逻辑,实质上就是通过控制Q0~Q5开关的导通和切断,来控制右侧A、B、C三相电机定子上产生所需要的正弦电压,那么我们需要控制的也就是这六个开关的开关周期。这里涉及到了一个算法,后面我们会讲到,就是空调矢量脉宽调制(SVPWM)。

  下图的BLDC电机在非驱动端的定子中嵌入了三个霍尔传感器。上文我们讲到了,当电机每转过60个电角度,其中一个霍尔传感器就会改变状态。所以完成一个点周期需要六步。

  这里我们需要引入反电动势的概念。当电机转动时,每个线圈绕组都会产生反电动势,根据楞次定律(来拒去留,增缩减扩),该电动势的方向与线圈绕组的电压相反,这个反电动势的极性与励磁电压相反。

  我们可以看到每当电机发生换向时,即霍尔传感器信号发生跳变,都有一个绕组为正电,一个绕组为负电,一个绕组保持开路。这时候反电动势的电压极性从正变为负或从负变为正,即反电动势经过零值。这就是我们通过识别反电动势过零点,来识别转速位置换向的过程。

  简单来说,BLDC电机有两种控制方法:六步换向方波控制,磁场定向控制法(FOC)。

  BLDC电机和永磁同步电机(PMSM)的结构大同小异,一般来说PMSM电机的控制通常只用磁场定向控制法。

  六步换向方波控制方法比磁场定向控制法更简单,每次只有两相通电,不需要进行Park和Clark变换。但是六步换向方波控制存在比较大的转矩脉动,并且会有比较大的噪音。这里我们只讲磁场定向控制法。

  磁场定向控制 (FOC) 是一种高性能交流电机控制策略,能轻松实现电压矢量控制,从而实现了电机定子磁场的矢量控制,能够保证定子磁场与转子磁场时刻保持在90°,实现一定电流下最大的转矩输出。FOC的低速模式控制性能较好(性能好坏取决于速度反馈方式),正反向切换性能优异,并且FOC能够直接进行电流(力矩)、速度、角度三个闭环控制。采用正弦波控制,噪音会比方波控制小很多。关键字:编辑:什么鱼 引用地址:无刷直流电机控制的概念及原理

  意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM)推出一款电机控制入门套件外加一个新的免费软件算法,协助电机控制工程师和爱好者以极短的时间实现高效的电机矢量控制方案,例如无人机、家电、电瓶车(E-bike)、家庭自动化、医疗仪器和工业机器。 配合STM32电机控制ECO的新软件,P-NUCLEO-IHM001电机控制套件让用户能 即插即用 (plug and spin)同步电机,无需任何专门的或附加的开发工具。新套件采用一个携带方便的吸塑包装盒(blister pack),包含STM32 F3 Nucleo微控制器板、基于STSPIN L6230电机驱动器芯片的直插式(

  高度集成的半导体产品不仅是消费类产品的潮流,同时也逐步渗透至电机控制应用。与此同时,无刷直流(BLDC)电机在汽车和医疗应用等众多市场中也呈现出相同态势,其所占市场占有率正逐渐超过其他各类电机。随着对BLDC电机需求的一直增长和相关电机技术的日渐成熟,BLDC电机控制管理系统的开发策略已逐渐从分立式电路发展成三个不同的类别。这三类主要方案划分为片上系统(SoC)、应用特定的标准产品(ASSP)和双芯片解决方案。 这三类主要方案均能减少应用所需的元件数并降低设计复杂度,因此正逐渐受到电机系统模块设计工程师的青睐。不过,每种策略都有其各自的优缺点。本文将论述这三种方案及其如何在设计的集成度和灵活性之间做出权衡。 图1:典型的分立

  1.引言 随着MEMS技术的加快速度进行发展,内窥镜技术已取得了重大的研究成果,特别是人体胃肠道无线胶囊内窥镜是医用电子内窥镜系统的一个重大突破 。围绕着胶囊式内窥镜,慢慢的变多的研究正在展开。但是无线内窥镜胶囊也存在不少问题,2004年的欧洲技术报告中指出,运动与姿态控制功能的实现是需要首先解决的问题,包括运动控制和定位问题 ,而为了能够更好的保证在诊断治疗过程中运动和定位问题的有效性,对这些微型医疗胶囊在体内的空间位置做实时的定位位置检测就显得非常非常重要了。在体内微型诊疗装置的定位技术方面,传统的方法一般都采用超声成像、核医学影像及荧光造型定位等技术 ,但是这些定位方法却存在着成本高、操作复杂,对人体易引起辐射和不足以满足长时间动态定位

  定位检测系统的研究与设计 /

  近年来,电磁流量计的内部的磁场分部情况备受研究人员的关注。金宁德 等人对外流式的电磁流量计的磁场分布情况做仿真研究,赵琛、李斌等人对电磁流量传感器鞍状励磁线圈磁场分布的计算方式 ,王经卓对电磁流量计权函数的数值进行仿真与验证 ,邬惠峰等人运用ANSYS对电磁流量计进行建模研究 。一种集流型电磁流量计由于其构造的特殊性,被大范围的使用在石油井下测量以及其它特殊场合。由于集流型电磁流量计构造的特殊性,其内部磁场分部情况比普通结构的电磁流量计的更复杂,对其内部磁场的分布情况的研究对流量计的设计具备极其重大的意义。本文运用ansys有限元软件对这种电磁流量计内部磁场敏感场进行建模仿真,并在这种模型下,研究了在电磁流量计中增加部分磁导率不同的颗粒状

  仿真研究 /

  盘式电机解析 /

  电流探头基础原理是流经导线的电流会在周围产生磁场,再把磁场转化成相应的电压信号,通过和示波器配合,观察对应的电流波形。 电流探头能够广泛的应用于电源、半导体器件、逆电器/转换器、电子镇流装置、工用/消费电子、移动通信、马达驱动器、交通运输系统、传播延迟测量等领域。此外在故障排查的过程中,使用电流探头是最重要的,通过它不难发现电缆连接头搭接不良的问题,并进行整改。 特点: 1、能够同时测量直流和交流的高频电流探头。 2、高带宽,可准确快速捕捉电流波形。 3、高精度,在电流测量量程范围内,精度高达1%,满足大部分测试领域的需要。 4、两个量程可供选择,方便小电流测量;自动消磁调零功能,使用方便

  确定各种对象的“姿态”(位置和方向)对一系列的计算机应用而言都很有用。例如,虚拟现实/增强现实需要接收头显或控制器的姿态信息以作为输入。 当前的定位解决方案有时依赖于利用摄像头或激光束来进行对象的视觉追踪,从而确定目标对象的姿态。所述技术要求对象位于光传感器视场范围以内。但是,难以总是确保光传感器和对象之间不存在任何视线遮挡情况。 未解决这个问题,索尼把目光投向了不受视线遮挡影响的磁场。 在名为“Variable Magnetic Field-Based Position(基于变量磁场的定位)”的专利中,此公司表示可通过旋转磁体或多个脉冲电磁体产生旋转磁场,以用于区分外部磁场(地球),并减少使用校准表(或公式

  定位追踪,以解决视线遮挡问题 /

  本文介绍了磁补偿式HALL电流传感器的工作原理及磁路,并根据传感器磁场磁路的特点对电磁场经典方程进行假设推演出电流传感器磁场有限元求解方程组。研究分析了FLUX软件的建模功能,网格编织特点,磁场仿真求解器原理和整个仿真求解分析流程。最后基于FLUX软件以LEM一款工业通用磁补偿式电流传感器为例做全面的磁场仿真分析处理。这种磁场的仿真研究分析方法利于提高传感器设计效率和质量。

  仿真 /

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