智能無(wú)刷電機(jī)控制器控制原理和模式有哪些？

來(lái)源：深圳市鑫海文科技有限公司|發(fā)布時(shí)間：2020-03-05 16:29

智能無(wú)刷控制器在近幾年逐漸展露出來(lái)，并且受到了廣大用戶的青睞，其高性能的控制方式讓無(wú)刷電機(jī)可以更好的工作。今天就為大家盤點(diǎn)一下智能無(wú)刷電機(jī)控制器的控制原理及模式有哪些？

無(wú)刷電機(jī)控制原理

由微電子實(shí)現(xiàn)的控制單元有幾種高科技選擇。這可以使用微控制器，專用微控制器，硬接線微電子單元，PLC或類似的其他單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。

模擬控制器仍在使用，但是它們無(wú)法處理反饋消息并進(jìn)行相應(yīng)的控制。利用這種類型的控制電路，可以實(shí)現(xiàn)高性能的控制算法，例如矢量控制，磁場(chǎng)定向控制，高速控制，所有這些都與電動(dòng)機(jī)的電磁狀態(tài)有關(guān)。此外，還按常規(guī)實(shí)現(xiàn)了針對(duì)各種動(dòng)力學(xué)要求的外環(huán)控制，例如滑動(dòng)電機(jī)控制，自適應(yīng)控制，預(yù)測(cè)控制等。

除了這些，我們還發(fā)現(xiàn)高性能的PIC（功率集成電路），ASIC（專用集成電路）等。這樣可以大大簡(jiǎn)化控制和電力電子單元的結(jié)構(gòu)。例如，今天我們?cè)趩蝹€(gè)IC中具有完整的PWM（脈寬調(diào)制）調(diào)節(jié)器，可以在某些系統(tǒng)中替代整個(gè)控制單元。復(fù)合驅(qū)動(dòng)器IC可以提供驅(qū)動(dòng)三相轉(zhuǎn)換器中所有六個(gè)電源開(kāi)關(guān)的完整解決方案。有許多相似的集成電路，并且每天都在增加。歸根結(jié)底，系統(tǒng)組裝可能只涉及一個(gè)控制軟件，所有硬件的形狀和形式都正確。

PWM（脈沖寬度調(diào)制）波可用于控制電動(dòng)機(jī)的速度。在此，給定的平均電壓或流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的平均電流將根據(jù)控制電動(dòng)機(jī)速度的脈沖的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間而變化，即，波的占空比控制其速度。在更改占空比（開(kāi)啟時(shí)間）時(shí)，我們可以更改速度。通過(guò)互換輸出端口，它將有效地改變電動(dòng)機(jī)的方向。

速度控制

無(wú)刷電機(jī)的速度控制對(duì)于使電機(jī)以期望的速度工作至關(guān)重要。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的速度可以通過(guò)控制輸入直流電壓來(lái)控制。電壓越高，速度越高。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在正常模式下運(yùn)行或在額定速度以下運(yùn)行時(shí)，電樞的輸入電壓通過(guò)PWM模型進(jìn)行更改。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時(shí)，通量會(huì)通過(guò)增加輸出電流來(lái)減弱磁通量。

速度控制可以是閉環(huán)或開(kāi)環(huán)速度控制。

開(kāi)環(huán)速度控制 –它包括通過(guò)斬波直流電壓來(lái)簡(jiǎn)單控制施加到電動(dòng)機(jī)端子的直流電壓。然而，這導(dǎo)致某種形式的電流限制。

閉環(huán)速度控制  –涉及通過(guò)電動(dòng)機(jī)的速度反饋來(lái)控制輸入電源電壓。因此，根據(jù)誤差信號(hào)來(lái)控制電源電壓。

閉環(huán)速度控制包括三個(gè)基本組件：

1.一個(gè)PWM電路，用于生成所需的pwm脈沖。它可以是微控制器或定時(shí)器IC。

2.一種感測(cè)設(shè)備，用于感測(cè)實(shí)際的電動(dòng)機(jī)速度。它可以是霍爾效應(yīng)傳感器，紅外傳感器或光學(xué)編碼器。

3.電動(dòng)機(jī)無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器，用于控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。

這種基于誤差信號(hào)改變電源電壓的技術(shù)可以通過(guò)pid控制技術(shù)或使用模糊邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)。

電機(jī)的運(yùn)行通過(guò)光耦合器和MOSFET進(jìn)行控制，其中輸入直流功率通過(guò)微控制器的pwm技術(shù)進(jìn)行控制。當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于其軸上存在白點(diǎn)，因此存在于其軸上的紅外燈會(huì)被白光照亮并反射紅外光。光電二極管接收該紅外光并使其電阻發(fā)生變化，從而導(dǎo)致所連接的晶體管的電源電壓發(fā)生變化，并且向微控制器提供脈沖以生成每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。該速度顯示在LCD上。

在與微控制器連接的鍵盤中輸入所需的速度。所感測(cè)到的速度與所需速度之間的差是誤差信號(hào)，并且微控制器根據(jù)模糊邏輯根據(jù)誤差信號(hào)生成pwm信號(hào)，以將直流功率輸入到電動(dòng)機(jī)。

因此，使用閉環(huán)控制，可以控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的速度，并且可以使其以任何所需的速度旋轉(zhuǎn)。