BLDC電機基本控制原理

1、無無刷電機的原理和應(yīng)用刷電機的原理和應(yīng)用1.BLDC的基本原理1）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生l假定電機定子為3相6槽，星型連接。轉(zhuǎn)子為一對極。定子通電形成旋轉(zhuǎn)磁場。三相繞組通電遵循如下規(guī)則：l每步三個繞組中一個繞組流入電流，一個繞組流出電流，一個繞組不導(dǎo)通；l六步通電順序如下：1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5.B+C- 6.A+C-六步通電 形成跳躍旋轉(zhuǎn)磁場無無刷電機的原理和應(yīng)用刷電機的原理和應(yīng)用1.BLDC的基本原理2）如何實現(xiàn)速度的控制？如何實現(xiàn)速度的控制？l在在BLDCBLDC電機中，力矩正比于電流，速度正比于電機中，力矩正比于電流，速度正比于電壓，反電勢正

2、比于電機轉(zhuǎn)速，電壓，反電勢正比于電機轉(zhuǎn)速，l改變定子繞組電壓的幅值即能改變電機速度。改變定子繞組電壓的幅值即能改變電機速度。PWM控制控制技技l為了使為了使BLDC BLDC 電機速度可變，必須在繞組的電機速度可變，必須在繞組的兩端加可變電壓。兩端加可變電壓。l利用利用PWMPWM控制技術(shù)，通過控制控制技術(shù)，通過控制PWM PWM 信號的不信號的不同占空比，則繞組上平均電壓可以被控制，同占空比，則繞組上平均電壓可以被控制，從從而控制電機而控制電機轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速。l在控制系統(tǒng)中采用在控制系統(tǒng)中采用DSPDSP或單片機時，可利用或單片機時，可利用器件中的器件中的PWMPWM產(chǎn)生模塊產(chǎn)生產(chǎn)生模塊產(chǎn)生PW

3、MPWM波形。波形。l根據(jù)轉(zhuǎn)速要求設(shè)定占空比，然后輸出根據(jù)轉(zhuǎn)速要求設(shè)定占空比，然后輸出6 6路路PWMPWM信號，加到信號，加到6 6個功率管上個功率管上。無無刷電機的原理和應(yīng)用刷電機的原理和應(yīng)用1.BLDC的基本原理3）如何）如何實現(xiàn)換相？實現(xiàn)換相？l1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5. B+C- 6.A+C-l必須換相才能實現(xiàn)磁場的旋轉(zhuǎn)，如果根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的位置換相，并在換相時滿足定子磁勢和轉(zhuǎn)子磁勢相互垂直的條件，就能取得最大轉(zhuǎn)矩。l要想根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的位置換相，換相時就必須知道轉(zhuǎn)子的位置，但并不需要連續(xù)的位置信息，只要知道換相點的位置即可。l在BLDC中，一般采用3個

4、開關(guān)型霍爾傳感器測量轉(zhuǎn)子的位置。由其輸出的3位二進制編碼去控制逆變器中6個功率管的導(dǎo)通實現(xiàn)換相。HUHVHWMUMVMWBLDC BLDC 控制邏輯圖控制邏輯圖無無刷電機的原理和應(yīng)用刷電機的原理和應(yīng)用1.BLDC的基本原理PWM 模塊模塊4）如何實現(xiàn)速度的控制？如何實現(xiàn)速度的控制？PWM控制控制技技l當下橋臂的功率管由導(dǎo)通到關(guān)斷時，當下橋臂的功率管由導(dǎo)通到關(guān)斷時，上橋臂的功率管延時一段時間再由關(guān)上橋臂的功率管延時一段時間再由關(guān)斷到導(dǎo)通，以防止橋臂直通。斷到導(dǎo)通，以防止橋臂直通。l這個延時時間稱為這個延時時間稱為”死區(qū)死區(qū)”。l死區(qū)可通過編程改變。死區(qū)可通過編程改變。無無刷電機的原理和應(yīng)用刷電機的原理和應(yīng)用BLDC主程序BLDCBLDC中斷控制子程序中斷控制子程序 注：n為要積分的數(shù)值。無無刷電機的原理和應(yīng)用刷電機的原理和應(yīng)用BLDC PIDBLDC PID控制程序控制程序PID控制原理控制原理PID計算公式計算公式A：轉(zhuǎn)速控制就是改變電機兩端的電壓來控制電機的轉(zhuǎn)速B:當檢測到轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速時通過增加電機兩端的電壓，當檢測到轉(zhuǎn)速高于設(shè)定轉(zhuǎn)速時減少電機電機兩端的電壓，通過PID控制就可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定注：開環(huán)控制注：開環(huán)控制 n： 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 U：電樞電壓：電樞電壓 I：電樞電流：電樞電流 R：電樞回路電阻：電樞回路電