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无刷电机方波控制原理

文章来源:未知 人气:4956 发布时间:2021-05-25 09:07 S M L

1.方波控制的理论基础

方波控制也叫六步控制。在电气循环中,电机只有六种状态,或者定子电流有六种状态(三相桥臂有六种开关状态)。每个电流状态都可以看作一个方向的矢量转矩,六个矢量有规律的一步一步转换。矢量的旋转方向决定了电机的旋转方向(顺时针或逆时针),电机的转子会同步旋转。在方波控制中,主要控制两个变量,一个是电机转子位置对应的开管状态。有霍尔时,通过霍尔信息获得转子位置,无传感器时,通过反电动势信息获得转子位置,从而确定开管状态;二是PWM占空比控制,通过控制占空比来控制电流,从而控制转矩和速度。

2.方波算法的实现步骤

霍尔方波控制:

1.读取总线电流采样的AD值并计算总线电流

2.电流环路计算应该给出的脉宽调制占空比,并将电流控制在给定的电流大小

3.读取霍尔状态,并根据霍尔状态与三相桥臂开启状态的关系数组,得到相应的开启状态、霍尔状态的每个跳变沿以及三相桥臂状态切换的时间点(也称为换向点)。

4.霍尔相邻状态之间的扇形是一个电周期的六分之一,即60。定时器可以记录60扇形所用的时间,从而计算出当前频率,获得电机转速。

5.以电流环为内环,速度环为外环,闭环控制电机,如霍尔方波控制框图所示。对于霍尔方波控制,电机启动时,已经知道电机的转子位置,用霍尔状态对的矢量转矩直接拉电机即可启动电机,可直接闭环控制。

Iii .BEMF方波控制:

1.读取总线电流采样的AD值并计算总线电流。

2.电流环路计算应该给出的脉宽调制占空比,并将电流控制在给定的电流大小

3.保持一个开管状态(即保持一个方向矢量定位),然后按照一定的频率改变开管状态,按照规律增减频率。达到开关电频率,再切换到反电动势模式。

4.使用频率更高的定时器来中断和读取相位比较器的输出状态。如果相位比较器输出电平翻转,说明反电动势产生过零。此时,读取定时器D的时基计数值,保存,然后清零定时器D,配置定时器D的比较寄存器0的比较值,启动定时器D开始计时,直到PWMD0中断发生,改变中断中的开关管状态,即找到过零点,将相位变化延迟30电角度。

5.电机以电流环为内环,速度环为外环,进行闭环控制。对于BEMF方波控制,当电机启动时,电机转子的位置是未知的,因此需要通过外部同步的方式启动电机,使得定子电流可以按照给定的大小和频率驱动电机转子运行,然后电机可以切换到反电动势模式运行电机,运行速度和电流的闭环控制。

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