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无刷直流电机控制的概念及原理

时间:2024-04-23 12:10:42 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可以进行电流(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:引用地址:无刷直流电机控制的概念及原理

  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进行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 /

  1 引言 随着科技的发展,嵌入式操作系统在越来越多的领域发挥着重要的作用,目前已成为产品技术水平的标志之一。其中Linux因为其拥有开放性、多用户、多任务、良好的用户界面、丰富的网络功能、可靠的系统安全和良好的可移植等特性被广泛的应用到仪器测量设备中。 传统的磁场测量设备(持斯拉计、高斯计)普遍存在精度低(典型测量精度为1.5%)、操作不便等缺点。本文提出一种基于嵌入式Linux的中频磁场测量系统,它不但可以满足当前磁场测量数据采集的需要,还因为其嵌入了操作系统Linux,使具有可靠性好、升级方便的特点,既提高了磁场测量的准确性,又为仪器的功能升级带来便利。可应用于实验室仪器,医疗仪器,姿态控制,安全检测等需磁场检测的领域。

  测量系统的设计 /

  摘要: 基于基尔霍夫定律和需要模拟的闪电磁场,计算了螺多管线圈的参数,制作了一个脉冲线圈对雷电脉冲磁场进行模拟;并根据电磁感应定律绕制了一个小的探测点线圈,对脉冲圈的磁场环境进行了测量。表明脉冲线圈内的磁场参数与理论计算基本吻合,且能够在大线圈内提供一定的均匀场环境,以对敏感器件进行电磁效应试验。     关键词: 螺线管线圈 雷电电磁脉冲(LEMP) 点线圈 闪电是一种强烈的瞬时放电现象,发生频率很高,全球每秒约发生1000次。在发生闪击时,闪电通道中会有高达几百万V的脉冲电压、几万A的脉冲电流,电流上升率会达到几万A/ μs ,所以在闪电通道周围的空间会产生强烈的闪电电磁脉冲(LEMP) 。随着微电

  磁传感器 TDK 推出用于高速电机应用场景的抗杂散磁场 ASIL C 级霍尔 效应位置传感器系列 ● TDK 借助经优化的传感器来扩展其创新抗杂散磁场传感器产品系列,适用于高速、低延迟电机位置应用场 景 ● 极端恶劣的机械和电气条件下仍具备一流的测角精度性能 ● 完全符合 ISO 26262 ASIL C 功能安全指导条例 2023 年 4 月 18 日 TDK 株式会社 推出了 Micronas Fast 2D 霍尔效应位置传感器系列 HAL 302X ,以满足汽车和工业应用场景对抗杂 散磁场电机位置检测以及对符合 ISO/26262 标准的开发的需求。这个新型传感器系列最初包含两个成员: HAL 30

  ASIL C 级霍尔 效应位置传感器系列 /

  提起机器人,大家的脑子里大都浮现的是硬体机器人,而随着科学技术的发展,机器人不仅仅只有硬体的,软体的机器人已经有很多了,而且其用途非但不比硬体机器人差,还可能比硬体机器人有更多用途。近日,德国马普研究所研制出一种用磁场控制的软体机器人,其在磁场操纵下,它能爬行、打滚、跳跃,能迅速收缩以抓住滚过的小球。 据悉,这款机器人的主体材料为硅胶,内嵌具有磁性的汝铁硼微颗粒。其还具有多自由度和连续变换的能力,可在大范围内任意改变自己身形和尺寸。因为主动变形与被动变形能力的结合,机器人可以挤过比自身常态尺寸小的缝隙,进入传统机器人无法进入的空间。 试想一下,如果让“软软的机器人”为病人做手术是一种怎样的感受呢?如今,在超微创手术领域,软体机器人

  0 引言     直流无刷电机实际属于永磁同步电机,一般转子为永磁材料,随定子磁场同步转动。这种电机结构简单,而且由于移去了物理电刷,使得电磁性能可靠,维护简单,从而被广泛应用于办公自动化、家电等领域。直流无刷电机的运行过程要进行两种控制,一种是转速控制,也即控制提供给定子线圈的电流;另一种是换相控制,在转子到达指定位置改变定子导通相,实现定子磁场改变,这种控制实际上实现了物理电刷的机制。因此这种电机需要有位置反馈机制,比如霍尔元件、光电码盘,或利用梯形反电动势特点进行反电动势过零检测等。电机速度控制也是根据位置反馈信号,计算出转子速度,再利用PI或PID等操控方法,实时调整PWM占空比等来实现定子电流调节。因此,控制芯片要进行较多

  电流探头测量电子在导线内运动时生成的磁场。在电流探头的量程规范内,导线周围的磁通场被转换成线性电压输出,可以在示波器或其它测量仪器上显示和分析线性电压输出。通过把导线*绕在探头磁芯上(分芯和实芯)上,可以地测量磁通场。分芯探头非常方便,它们可以夹在导线上,而不必断开连接。实芯电流变压器(ct)是为*安装或半*安装而设计的,它们体积小,提供了非常高的频响,可以测量超快速、低振幅电流脉冲和ac信号。 电流探头一般分为三种:高频电流探头,低频电流探头,互感线圈。高频电流探头主要用于测量频率为20K以上的信号,具有高带宽低电流的特点,利用电磁感应原理,用磁电传感器来探测,所以高频电流探头相对成本高,工艺较复杂。低频电流探

  导言 由于具有更高的效率、更好的动态响应以及更小的扭矩波动,磁场定向控制(FOC)正越来越多地被应用于消费和工业电机中。采用英飞凌8位微控制器XC886和XC888实现无传感器FOC技术(当输出15kHz PWM载频和133ms电流控制响应时间时)只需要占用58%的CPU负荷,就足以满足特定功能应用的需求。经过高度优化的PWM单元CAPCOM6E能触发模数转换器来测量单直流母线电阻上的电流,为能在标准的8位微控制器上实现无传感器FOC创造了条件。16位无传感器FOC算法仅由片上内嵌的协处理器MDU和CORDIC(矢量计算机)以及8051兼容CPU的联合应用就能轻松实现。MDU是一个16位乘法和除法单元,CORDIC是一个专

  定向控制 /

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