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无刷直流电机控制的概念及原理

来源:行星减速电机    发布时间:2023-10-24 16:44:30

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能够直接进行电流(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:编辑:什么鱼 引用地址:无刷直流电机控制的概念及原理

  TDK致力于开发各种各样的传感器,并将其作为“吸引未来(Attracting Tomorrow)”技术之一。可测量微弱生物磁场的高灵敏度磁性传感器也是其中一种。其有望为当前心电图仪所无法发现的腹中胎儿心脏病、难以早期发现的缺血性心脏病等疑难杂症带来解决方案。 TDK在HDD磁头制作的完整过程中积累了自旋电子学技术,并通过该技术开发了MR(磁阻效应)器件技术。通过应用开展该项技术开发了小型、高灵敏度的生物磁性传感器,还可以感应以往只可以通过SQUID磁通计才可测量的微弱生物磁场。此外,TDK通过与东京医科齿科大学大学院的一同研究,开发了利用多信道传感器阵列的生物磁场测量系统,成功实现了世界首例通过MR磁性传感器测量心磁场,并且实现了心

  可视化 /

  一、项目概述 1.1 项目摘要 提出了一种利用安装在舰船上的三分量磁传感器进行地磁场测量的构想,解决了在任意的舰船姿态下,消除测量中舰船磁场干扰的问题。该测试仪采用地磁模块来测量磁场的三分量值,采用3轴陀螺仪来进行任意的舰船姿态所包含的横摇,纵摇和航向三种状态信息,对采集到的数据来进行计算,从而得到地磁场的三分量值。同时 该模块还包含压力传感器和温度传感器,可以实时检测海面上的气压以及温度情况。 1.2 项目背景/选题动机 测地磁消舰磁 是舰载消磁系统所采用的消磁方法,如果能预先测量出舰船航行海域的地磁场值并建立数据库,那么舰船在航行的过程中就能够准确的通过当地的地磁场值来进行消磁系统的电流调整,从而改善舰

  三分量测量仪的设计与实现 /

  1  引言 光伏水泵系统是典型的光机电一体化高新技术,为联合国国际开发署(UNDP)向发展中国家推荐的首选技术。据报道全世界已有数万台不一样的规格的光伏水泵系统投入了运行,且其应用规模在逐年扩大,特别是在亚、非、拉等发展中国家。据报道印度近五年来新安装的光伏水泵系统约有4000台套,并计划再推广安装50000台套。预计到2010年世界上将有50万套光伏水泵系统投入运行。我国经过十几年的努力,已成功地研制出2.5kW和5kW光伏水泵系统,并在不一样的地区相继投入实地运行。目前这些系统基本上采用恒定电压(CVT)代替上限功率点(MPPT)。对于全年冬夏温差较大的地区,由于CVT不能适应太阳电池方阵伏安特性随光强和温度的变化

  跟踪光伏水泵系统瞬态工作点特性分析 /

  无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上发展起来。1955年,美国的D.Harrison等人首次申请用晶体管换向电路代替有刷电机机械电刷的专利,标志这现代无刷直流电机的诞生。 相对于有刷电机,无刷直流电机采用电子换向代替了机械换向,转速高,输出功率大,寿命长,散热好,无换向火花,噪声低,可在高空稀薄条件下工作,大范围的应用在要求大功率重量比、响应速度快、可靠性高的随动系统中。 随着DSP数字控制芯片功能和速度的提高,以数字信号处理器为核心的控制电路和嵌入式控制软件将代表无刷直流电机控制的发展趋势。无刷直流电机必须和电子换向器、位置反馈器配套使用,控制灵活性更好,当同时导致控制硬件、算法复杂度增加。 在无刷直流电机控制管理系统设计过程

  射频识别技术(Radio Frequency Identification,缩写RFID),射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID应用将继续以供应物流领域为主,在这样的领域用RFID收发器进行包括各种各样的可移动货物/产品的记录和跟踪,在RFID收发器(信用卡大小的塑料/纸标签,内含芯片、射频部分和天线)上的必要存储将继续成为主要的应用。另外的一个可能应用就是将收发器标签贴到纺织品、药品包装或者甚至是单个药盒内。然而,未来RFID还将被用在如地方公共交通、汽车遥控钥匙、传送轮胎气压以及在

  电流探头的应用十分广泛,其基础原理是流经导线的电流会在周围产生磁场,电流探头把磁场转化成相应的电压信号,通过和示波器配合,观察对应的电流波形。大范围的应用于开关电源、马达驱动器、电子整流计、LED照明、新能源等领域。讲述常见的电流探头的分类、原理、重要技术指标,并通过实例分析了解探头之间的差别,让大家能对探头有个基本的了解。 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。分芯探头十分便捷,它们能夹在导线上,而不必断开连接。实芯电流变压器(CT)是为

  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普遍应用,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

  据外媒报道,Elmos推出的E523.06是一款无刷直流电机的系统芯片,由12V车载电子系统的栅极驱动器(门驱动器,gate driver)与一块16位的CPU芯片组成,最多可控制3个通道金属氧化半导体(NMOS)半桥(half bridges)、直流电机或其他负载。该CPU架构及电机外设驱动器(motor driver peripherals)均进行过优化,适用于应用单电阻磁场定向控制管理系统(Field Oriented Control)进程。 集成电路可计算出电机位置及换流时间(commutation times),无需增置霍尔传感器(Hall sensors),分流器成为外部电流所用的唯一测量元件。该模块所含电流可有效防止过

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