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无刷直流电机控制的概念及原理

时间:2023-09-21 06:33:55 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

  摘要:介绍了一种采用DSP芯片TMS320LF2407A实现永磁同步电机磁场定向控制器的控制原理,给出了采用磁场定向控制策略来设计该控制器的硬件组成结构及软件设计流程。 关键词:永磁同步电机 磁场定向控制 数据信号处理器 智能功率模块 1 引言 近年,交流伺服系统已经在机械制造、工业机器人、航空航天等领域得到普遍应用,其控制对象大多是永磁感应同步电动机(PMSM)。PMSM的转子采用永磁钢,属于元刷电机的一种,具有结构相对比较简单、体积小、易于控制、性能优良等优点。本文讨论的空间矢量控制的永磁同步电机控制器就是采用磁场定向算法并借助DSP的高速度来实现对转速的实时控制, 因而在各种状态下都有良好的控制性能,非常适合于对控制器体积

  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 /

  BLDC电机控制算法 无刷电机属于自换流型(自我方向转换),因此控制起来更复杂。 BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。对于闭环速度控制,有两个附加要求,即对于转子速度/或电机电流以及PWM信号做测量,以控制电机速度以及功率。 BLDC电机能够准确的通过应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。大多数应用仅要求速度变化操作,将采用6个独立的边排列PWM信号。这就提供了最高的分辨率。如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转,推荐使用补充的中心排列PWM信号。 为了感应转子位置,BLDC电机采用霍尔效应传感器来提供绝对定位感应。这就导致了更多线的使用和更高的成本。无传感器BLDC控制省去了对于霍尔传感器的需要,而是采

  定向矢量控制的基本结构 /

  script src=/jf/jf-arcMain-1.js type=text/javascript /script script type=text/javascript /script script src=

  中的应用 /

  被称为millirobots的毫米级机器人能够对医院医用扫描仪产生的磁场变化进行响应,并以此为动力穿透山羊的脑组织。而这一成就也对生物医学的发展产生了及其重要的作用。 据IEEE Spectrum报道,一个小机器人能够穿过人类身体内部的组织,这听起来就像是科幻小说中的场景一样。但是,这种机器人是真实存在的,并且,它可以在未来医学中发挥重要的作用。 对这一概念进行的一项新研究表明,被称为millirobots的毫米级机器人能够对医院医用扫描仪产生的磁场变化进行响应,并以此为动力穿透山羊的脑组织。而这一成就也对生物医学的发展产生了及其重要的作用。 许多医学研究人员已经做过关于利用磁场推动和牵引机器人在人体内移动的实验。在这种背景下,休斯顿的研究

  推动和牵引 /

  电磁转矩是指在电动机等电磁场中,电流通过线圈产生的磁场与磁场中的磁极相互作用,产生的力矩。这种力矩可以使电动机转动,并且它是电动机产生机械转矩的主要方式之一。 电磁转矩是电动机中最基本、最常见的转矩形式,常见的如直流电机、交流异步电机、交流同步电机等都是通过不同的电磁转矩原理实现转动。电磁转矩大小与电流、磁场强度等有关,因此在设计电机时通常要考虑这一些因素并做到合理的匹配。 电磁转矩是电动机旋转磁场各极磁通与转子电流相互作用而在转子上形成的旋转力矩。是电动机将电能转换成机械能最重要的物理量之一 ,仍是阻尼分析与控制的理论基础。 当电枢绕组中有电枢电流流过时,通电的电枢绕组在磁场中将受到电磁力,该力与电机电枢铁心半径之积称

  近年来,专家们呼吁关注电气设备和家用电器产生的磁场对健康的潜在影响,要求按照国际非电离辐射防护委员会和国际电工委员会草拟的标准测量磁场。国际非电离辐射防护委员会推出的最新标准, 1.暴露等级测量与国际非电离辐射防护委员会规则一致。 CEM磁场探测仪测量暴露等级,是以百分比表示的,符合国际非电离辐射防护委员会参考值的仪器。FT3470-50串联探测仪符合国际非电离辐射防护委员会更新的数据。 例如:如果根据测量物体发出了20 T磁场,(电源频率磁场),那暴露等级则为10%,而2010年的最新参考值为200 T。 2.不相同的型号传感器的不同应用 CEM提供了两个不相同的型号的磁场传感器。如下所述,客户能选择最适合自己手头运

  摘要:根据无刷直流电机理论和系统的要求,以双TMS320F2812 DSP处理器为核心,针对系统的高可靠性要求,进行了无刷直流电机控制器的硬件电路设计并对核心电路做多元化的分析、仿真和实验验证;根据结果得出,该硬件电路可实现无刷直流电机正常调速的控制需求,相应性能指标可满足系统需求。 0 引言 无刷直流电机(以下简称BLDCM)用电子换相器取代机械换向器,根除了电刷和换向器接触磨损所导致的寿命周期短、电气绝缘低、火花干扰强等诸多缺陷;同时永磁材料的高磁性能使无刷直流电机具有起动转矩大、调速范围广、运行效率高等优点,在各个工业领域存在广泛应用。 由于本系统有较高的可靠性要求,因此总体设计思路是采用主控、监控双DSP系统架构满

  器硬件设计和实现 /

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