直流無(wú)刷電機(jī)的控制原理

1、直流無(wú)刷電機(jī)的控制原理 直流電機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能 （ 直流電 動(dòng)機(jī) ）或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能 （ 直流發(fā)電機(jī) ）的旋轉(zhuǎn)電 機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 ; 作發(fā)電 機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。直流無(wú)刷電機(jī)的控制原理： 要讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，首先控制部就必須根據(jù) hall-sensor 感應(yīng)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子目前所在位置，然后依照定 子繞線決定開(kāi)啟 （或關(guān)閉 ）換流器 （inverter）中功率晶體管的順序，inverter 中之AH BH CH（這些稱為上臂功率晶體 管）及AL、BL、CL（這些稱為下臂功率

2、晶體管），使電流依序 流經(jīng)電機(jī)線圈產(chǎn)生順向 （ 或逆向 ） 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵 相互作用，如此就能使電機(jī)順時(shí) / 逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到 hall-sensor 感應(yīng)出另一組信號(hào) 的位置時(shí)，控制部又再開(kāi)啟下一組功率晶體管，如此循環(huán)電 機(jī)就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直到控制部決定要電機(jī)轉(zhuǎn)子 停止則關(guān)閉功率晶體管 （ 或只開(kāi)下臂功率晶體管 ）; 要電機(jī)轉(zhuǎn) 子反向則功率晶體管開(kāi)啟順序相反?；旧瞎β示w管的開(kāi)法可舉例如下：AH BL 一組→AH、CL一組→BH、CL一組→BH、AL一組 →CH、AL一組→

3、CH、BL一組，但絕不能開(kāi)成 AH AL或BH BL或CH CL。此外因?yàn)殡娮恿慵傆虚_(kāi)關(guān)的響應(yīng) 時(shí)間，所以功率晶體管在關(guān)與開(kāi)的交錯(cuò)時(shí)間要將零件的響應(yīng) 時(shí)間考慮進(jìn)去， 否則當(dāng)上臂 （ 或下臂 ） 尚未完全關(guān)閉， 下臂 （或 上臂 ）就已開(kāi)啟，結(jié)果就造成上、下臂短路而使功率晶體管 燒毀。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)， 控制部會(huì)再根據(jù)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的速度及加/減速率所組成的命令（Command與hall-sensor 信號(hào)變 化的速度加以比對(duì) （ 或由軟件運(yùn)算 ） 再來(lái)決定由下一組 （AH、 BL或AH CL或BH CL或）開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，以及導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng) 短。速度不夠則開(kāi)長(zhǎng)， 速度過(guò)頭則減短， 此部份工作就由 PWM 來(lái)

4、完成。PWM是決定電機(jī)轉(zhuǎn)速快或慢的方式，如何產(chǎn)生這樣 的PWM才是要達(dá)到較精準(zhǔn)速度控制的核心。高轉(zhuǎn)速的速度控制必須考慮到系統(tǒng)的CLOCK分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時(shí)間，另外對(duì)于 hall-sensor 信號(hào)變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確 性 實(shí)時(shí)性。至于低轉(zhuǎn)速的速度控制尤其是低速起動(dòng)則因?yàn)榛貍鞯?hall-sensor 信號(hào)變化變得更慢，怎樣擷取信號(hào)方式 處 理時(shí)機(jī)以及根據(jù)電機(jī)特性適當(dāng)配置控制參數(shù)值就顯得非常 重要?；蛘咚俣然貍鞲淖円?encoder 變化為參考，使信號(hào)分 辨率增加以期得到更佳的控制。電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)順暢而且響應(yīng) 良好， P.I.D. 控制的恰當(dāng)與否也無(wú)法忽視。之前提到直流無(wú) 刷電機(jī)是閉回路控制，因此回授信號(hào)就等于是告訴控制部現(xiàn) 在電機(jī)轉(zhuǎn)速距離目標(biāo)速度還差多少，這就是誤差 (Error) 。 知道了誤差自然就要補(bǔ)償， 方式有傳統(tǒng)的工程控制如 P.I.D. 控制。但控制的狀態(tài)及環(huán)境其實(shí)是復(fù)雜多變的，若要控制的 堅(jiān)固耐用則要考