無傳感器直流無刷電機(jī)控制操作方法教程
來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發(fā)布時(shí)間：2020-03-13 16:34
就像手機(jī)已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠忠粯樱瑹o論我們走到哪里，電動(dòng)機(jī)都會(huì)陪伴我們。日常能接觸到的洗衣機(jī)、榨汁機(jī)、風(fēng)扇、電熱水器等電器都有無刷電動(dòng)機(jī)的存在。電動(dòng)車每天消耗的能量占很大的比例，因此當(dāng)電機(jī)的效率越高時(shí)，就能節(jié)省更多的能量。由于它們存在于許多產(chǎn)品中并執(zhí)行許多不同的功能，因此能夠精確地控制無刷電機(jī)是非常重要的任務(wù)。
鑫海文為任何類型的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供電動(dòng)機(jī)控制解決方案。特別是鑫海文公司生產(chǎn)的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案使電機(jī)可以進(jìn)行數(shù)字控制，從而為電機(jī)控制系統(tǒng)帶來精確的控制和效率。鑫海你公司產(chǎn)品具有創(chuàng)新的功能和優(yōu)惠的價(jià)格，可滿足無傳感器無刷直流系統(tǒng)的需求。最受歡迎的電機(jī)類型之一是無刷直流電機(jī)（BLDC）。無刷電機(jī)的主要特點(diǎn)是它沒有電刷！在BLDC內(nèi)部是一個(gè)永久磁鐵，該永久磁鐵附著在旋轉(zhuǎn)的軸或轉(zhuǎn)子上。無刷電機(jī)具有三組圍繞轉(zhuǎn)子定位的線圈。
但是，當(dāng)轉(zhuǎn)子與通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)作停止。為了使轉(zhuǎn)子保持運(yùn)動(dòng)，線圈以一種特定的順序通電，彼此之間異相120°。這就是使無刷電機(jī)成為“三相電機(jī)”的原因。參見圖1。
線圈通電和斷電以保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程稱為換向。使無刷電機(jī)成為如此吸引人的電動(dòng)機(jī)的原因在于，換向以電氣方式進(jìn)行，而轉(zhuǎn)子和線圈之間沒有任何機(jī)械相互作用。這使得無刷電機(jī)非?？煽?，同時(shí)制造成本相對(duì)較低?？刂?/span>無刷電動(dòng)機(jī)的挑戰(zhàn)在于知道何時(shí)進(jìn)行換向，因?yàn)閾Q向必須在旋轉(zhuǎn)過程中的精確點(diǎn)發(fā)生，以使電動(dòng)機(jī)具有最大的扭矩和平穩(wěn)的運(yùn)行。大多數(shù)無刷電機(jī)系統(tǒng)使用霍爾效應(yīng)傳感器來檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)位置以及換向時(shí)間。這會(huì)在布線和傳感器方面帶來更多成本，并帶來另一個(gè)故障點(diǎn)。更先進(jìn)的系統(tǒng)是通過感測(cè)由電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)（反電動(dòng)勢(shì)）來完全消除傳感器，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)計(jì)算何時(shí)進(jìn)行換向。諸如dsPIC DSC之類的數(shù)字信號(hào)控制器極大地簡(jiǎn)化了這種“無傳感器”電機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
注意，總是有一個(gè)線圈（或相）不被驅(qū)動(dòng)嗎？在此階段，將看到電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，因?yàn)樗鼪]有被驅(qū)動(dòng)。通過感測(cè)此相上的電壓，可以重建該相的反電動(dòng)勢(shì)波形。借助仔細(xì)的定時(shí)，可以針對(duì)電動(dòng)機(jī)的每個(gè)相位進(jìn)行此操作，從而可以重建所有三個(gè)反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。由于換向時(shí)間基于電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，因此可以從重構(gòu)的反電動(dòng)勢(shì)波形中找到換向時(shí)間，從而無需傳感器。許多供應(yīng)商提供的許多應(yīng)用筆記中都提供了有關(guān)對(duì)反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行采樣，重建反電動(dòng)勢(shì)波形以及檢測(cè)何時(shí)應(yīng)進(jìn)行換相的詳細(xì)信息。使用過零方法來檢測(cè)何時(shí)進(jìn)行換向，并且還對(duì)采樣的反電動(dòng)勢(shì)波形使用了數(shù)字濾波器以減少由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器開關(guān)引起的噪聲。其他供應(yīng)商在其應(yīng)用筆記中使用類似的方法來實(shí)現(xiàn)無傳感器無刷電機(jī)控制。
盡管應(yīng)用筆記和示例軟件在解釋無傳感器無刷電機(jī)系統(tǒng)的工作原理方面非常有用，但現(xiàn)實(shí)世界是一個(gè)更好的老師。旋轉(zhuǎn)真實(shí)的電動(dòng)機(jī)并在真實(shí)的數(shù)字信號(hào)控制器上執(zhí)行軟件可以快速說明許多概念，這些概念可能僅通過閱讀應(yīng)用筆記便容易被誤解。為了解決這個(gè)問題，有許多可用的無傳感器無刷電機(jī)開發(fā)板。
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