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无刷直流电机控制的概念及原理

来源:安博体育官网下载app    发布时间:2024-02-08 12:59:49

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

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  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

  1 概述 本文采用TI公司推出的240XDSP作为无刷直流电机全数字控制核心,组成的伺服系统只需要很少的系统元件。TMS320F240X是美国TI公司推出的高性能16位数字信号处理器(DSP),是专门为电机的数字化控制而设计的。这种DSP包括一个定点DSP内核及一系列微控制器外围电路,将数字信号处理的运算能力与面向电机的高效控制能力集于一体,可以实现用软件取代模拟器件,方便地修改控制策略,修正控制参数,兼具故障检测、自诊断和与上位机通信等功能。 2 硬件介绍 TMS320LF2407A的内核是TMS320C2XX(图1),内部采用了哈佛结构,流水线MHz的时钟频率下,指令周期仅为50ns,且多数指令都能在一个

  中的应用简介 /

  电磁转矩是指在电动机中通过电流产生的磁场和磁场中的磁极相互作用形成的转矩。对于交流电机而言,由于原理比较复杂,以下简单介绍直流电动机中电磁转矩的产生过程。 在直流电动机中,电磁转矩是由线圈中的电流和磁场的相互作用产生的。由于直流电机的线圈在工作时通过电源提供的电流,线圈周围产生磁场。磁场中存在极性,并与磁铁中的极性相作用。当电机的转子开始旋转时,磁极也会随之旋转,从而与周围的磁场断续地相互作用,产生变化的转矩作用力,即电磁转矩。 更具体地说,当电机电源施加电压时,导体中的电子受到电场作用,发生偏转并产生电流。在直流电机中,导体的电流方向通过切换器控制。导体电流产生的磁场与电极产生的磁场相互作用,就会产生转矩。转子每转一定角

  我本来今天想来一发源码分析的,但是我手头没有鼠标,我一想截图那么多就算了,我发一个 电机 驱动的代码就行。 SimpleFoc-云台电机2804+AS5600 SimpleFoc-原理图(STL6234+INA240) 所以一个输出要两个接口控制 L6234 驱动器有 3 个输出:OUT1、OUT2 和 OUT3。每个输出由 2 个引脚控制:输入 (IN) 和使能 (EN),例如 OUT1 由 IN1 和 EN1 控制。下图显示了每个半桥的控制逻辑: 逻辑电平 输出电平 另外这个原理图看左边,为了方便可以把使能脚直接都拉低 这样使用三个引脚 模拟 也是可以的 1.L6234 三相 电机驱动器 2

  -简易版 /

  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

  摘要:介绍了目前用于定位系统中的电子指南针的工作原理,详细论述了磁场传感器芯片KMZ52的工作原理,给出了用KMZ52磁场传感器设计电子指南针的总体设计方案和电路,同时给出了设计中的一些特殊处理方法。 关键词:电子指南针;磁场传感器;KMZ52 1概述 指南针是一种重要的导航工具,可应用在多种场合中。 电子指南针内部结构固定,没有移动部分,可以简单地和其它电子系统接口,因此可代替旧的磁指南针。并以精度高、稳定性好等特点得到了广泛运用。 Philips公司生产的半导体器件KMZ52是一种专门用于电子指南针的二维磁场传感器。它采用磁场传感器的磁阻(MR)技术,并用翻转技术消除信号偏移,而用电磁反馈技术来消除温度的敏感漂

  以色列科学家最近称制造出世界上最小的机器人,这种机器人可以进入人的血管并将药物送往人体各处。 这种机器人是由以色列工学院等几个机构的科学家联合开发的。研究负责人之一尼尔·施瓦布日前在接受记者电话采访时说:“这种机器人直径1毫米、长4毫米,体形是目前世界上最小的。” 他介绍说,这种机器人在血管中运动时是在“爬行”而不是在“游泳”,这也让它在血管中的运动更容易控制。另一名参与研制这一机器人的科学家奥代德·所罗门在电话采访中解释说,这种机器人带有机械手,可以抓住血管内壁,从而可以经受住血流的冲击并不断前行。 所罗门说,机器人自身并不携带电池,其动力来源于外部磁场激发的振动。正因为其能量全部来自外部,这种机器人不仅能

  电机驱动能效不论提高多少,都会节省大量的电能,这就是市场对先进的电机控制算法的兴趣日浓的部分原因。三相无刷电机主要指是交流感应异步电机和永磁同步电机。这些电机以能效高、可靠性高、维护成本低、产品成本低和静音工作而著称。感应电机已在水泵或风扇等工业应用中得到大范围的应用,并正在与永磁同步电机一起充斥家电、空调、汽车或伺服驱动器等市场。推动三相无刷电机发展的根本原因有:电子元器件的价格降低,实现复杂的控制策略以克服本身较差的动态性能成为可能。 以异步电机为例。简单的设计需要给定子施加三个120°相移的正弦波电压,这些绕组的排列方式能够产生一种旋转磁通量。利用变压器效应,这个磁通量在转子笼内感应出一股电流,然后产生转子磁通量。就是这两种磁通

  摘要:提出了一种应用于电磁层析成像(EMT)系统的磁检测线圈的动态补偿方法,实现了被测空间边界磁场检测的系统误差补偿。经过EMT系统的图像重建实验证明,这种补偿方法可提升图像重建的精确性。 关键词:电磁层析成像 工业CT 传感器 图像重建 电磁层析成像(Electromagnetic Tomography,EMT)技术是近十年来发展起来的一种新型过程层析成像技术 。它将电磁感应原理与“由投影重建图像”的理论相隔合,通过检验测试被测空间边界的磁场信息重建空间中导电、导磁物质的时空分布图像,而且其传感器具有非介入、非接触和无危害的检测优点,因此可应用于工业过程中多相流检测 、化工分离、异物监测、地质勘探及生物电磁学研究 等领域。E

  Advanced Engineering Electromagnetics

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