直流無刷電機及其驅(qū)動技術(shù)2012

1、直流無刷伺服電機第五章第五章 無刷直流電動機無刷直流電動機 直流電動機的優(yōu)點直流電動機的優(yōu)點: 機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，控制方法簡機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，控制方法簡單。單。 缺點缺點:是有換向器和電刷。是有換向器和電刷。 交流伺服電動機的優(yōu)點交流伺服電動機的優(yōu)點: 是沒有換向器和電刷，維護方便，無火花，無電磁干擾，能是沒有換向器和電刷，維護方便，無火花，無電磁干擾，能在惡劣的環(huán)境下可靠工作。在惡劣的環(huán)境下可靠工作。 缺點缺點:控制比直流伺服電機要復(fù)雜的多；要想實現(xiàn)力矩控制，控制比直流伺服電機要復(fù)雜的多；要想實現(xiàn)力矩控制，必須有角位置傳感器，以測量必須有角位置

2、傳感器，以測量d-q坐標系的旋轉(zhuǎn)角；反電勢必坐標系的旋轉(zhuǎn)角；反電勢必須是正弦波的，這對電機設(shè)計及制造工藝提出了較高的要求。須是正弦波的，這對電機設(shè)計及制造工藝提出了較高的要求。 因此，人們很早就開始探索直流電動機的無刷化，以使它同因此，人們很早就開始探索直流電動機的無刷化，以使它同時具有直、交流電動機的優(yōu)點。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，時具有直、交流電動機的優(yōu)點。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，無刷直流電動機已經(jīng)得以實現(xiàn)。無刷直流電動機已經(jīng)得以實現(xiàn)。 反電勢必須是正弦波的才能產(chǎn)生正弦電流直流無刷伺服電機5 無刷直流電動機 （Brushless Direct Current Motor ,BLDC） 5.1

3、、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)5.2、無刷直流電動機工作原理、無刷直流電動機工作原理5.3、力矩和速度的控制、力矩和速度的控制5.4、PWM控制技術(shù)控制技術(shù)直流無刷伺服電機幾個術(shù)語解釋 極對數(shù)（ ）：電機轉(zhuǎn)子中N-S極的對數(shù)，2，3，4， 相數(shù)（ ）：電機繞組個數(shù)，3，6，12， 電角度（ ）/機械角度（ ）： 電角頻率（ ）/機械角頻率（ ）： 電角頻率與電機轉(zhuǎn)速（ ）： 相電壓：電機相繞組對電機中性點電壓 線電壓：電機兩相繞組之間電壓eep2mn pe pepne60dtee直流無刷伺服電機 由定子、轉(zhuǎn)子、檢測轉(zhuǎn)子磁極位置的傳感器及換相電路組成 。 定子采用疊片結(jié)構(gòu)并在槽內(nèi)鋪設(shè)繞

4、組的方式 。 定子繞組多采用三相并以星形方式連接 。5.1、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)直流無刷伺服電機 轉(zhuǎn)子：將永磁體貼裝在非導磁材料表面或鑲嵌在其轉(zhuǎn)子：將永磁體貼裝在非導磁材料表面或鑲嵌在其內(nèi)構(gòu)成。內(nèi)構(gòu)成。 大部分大部分BLDC采用表面安裝方式。采用表面安裝方式。 多為多為2到到3對極的。對極的。 磁性材料多采用具有高磁通密度的稀土材料，如釤磁性材料多采用具有高磁通密度的稀土材料，如釤鈷、釹鐵硼等鈷、釹鐵硼等 5.1、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)直流無刷伺服電機 結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)上BLDC與與PMSM有些相似，但有兩點不同：有些相似，但有兩點不同： BLDC的轉(zhuǎn)子磁極經(jīng)專門的

5、磁路設(shè)計，可獲得梯形波的氣的轉(zhuǎn)子磁極經(jīng)專門的磁路設(shè)計，可獲得梯形波的氣隙磁場。而隙磁場。而 PMSM的的氣隙磁場是正弦波的。氣隙磁場是正弦波的。 BLDC的定子繞組結(jié)構(gòu)使之產(chǎn)生的反電勢是梯形波的。而的定子繞組結(jié)構(gòu)使之產(chǎn)生的反電勢是梯形波的。而 PMSM繞組繞組結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生正弦型的反電勢。產(chǎn)生正弦型的反電勢。PMSM定子繞組產(chǎn)生正弦型的反電勢BLDC的定子繞組產(chǎn)生的反電勢是梯形波5.1、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)、無刷直流電動機結(jié)構(gòu)直流無刷伺服電機 1）旋轉(zhuǎn)磁場如何產(chǎn)生？）旋轉(zhuǎn)磁場如何產(chǎn)生？ BLDC本質(zhì)上是一種同步電機，即定子繞組通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，吸引轉(zhuǎn)子磁極與之對準，產(chǎn)生軸的運動。 假定電機定子為3

6、相6極，相對應(yīng)極的兩個繞組首尾相接組成一相繞組，3相繞組星型連接。5.2、無刷直流電動機工作原理、無刷直流電動機工作原理直流無刷伺服電機 當電流流過兩個繞線方向相同的鐵芯線圈時，電流當電流流過兩個繞線方向相同的鐵芯線圈時，電流方向不同，產(chǎn)生的磁場方向也不同。方向不同，產(chǎn)生的磁場方向也不同。 假如電流從假如電流從A相繞組流進，從相繞組流進，從B相繞組流出，相繞組流出，A相相繞組產(chǎn)生從繞組產(chǎn)生從COM 端指向端指向A端的磁勢，端的磁勢， B相繞組產(chǎn)相繞組產(chǎn)生從生從B端指向端指向COM端的磁勢。端的磁勢。F5.2、無刷直流電動機工作原理、無刷直流電動機工作原理直流無刷伺服電機6步通電順序 為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)

7、磁場，三相繞組按按如下規(guī)則通電：為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，三相繞組按按如下規(guī)則通電： 每步三個繞組中一個繞組流入電流，一個繞組流出電流，一每步三個繞組中一個繞組流入電流，一個繞組流出電流，一個繞組不導通；通電順序為：個繞組不導通；通電順序為： 1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5. B+C- 6.A+C- 每步僅一個繞組被每步僅一個繞組被換相換相。 每步磁場旋轉(zhuǎn)每步磁場旋轉(zhuǎn)60度，每度，每6步旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)一周。步旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)一周。5.2、無刷直流電動機工作原理、無刷直流電動機工作原理直流無刷伺服電機 隨著磁場的旋轉(zhuǎn)，吸引轉(zhuǎn)子磁極隨之旋轉(zhuǎn)。隨著磁場的旋轉(zhuǎn)，吸引轉(zhuǎn)子磁極隨之旋轉(zhuǎn)。 磁場

8、順時針旋轉(zhuǎn)，電機順時針旋轉(zhuǎn)：磁場順時針旋轉(zhuǎn)，電機順時針旋轉(zhuǎn)：123456 磁場逆時針旋轉(zhuǎn)，電機逆時針旋轉(zhuǎn)：磁場逆時針旋轉(zhuǎn)，電機逆時針旋轉(zhuǎn)：654321 1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5. B+C- 6.A+C-5.2、無刷直流電動機工作原理、無刷直流電動機工作原理直流無刷伺服電機2）如何實現(xiàn)換相？）如何實現(xiàn)換相？ 1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5. B+C- 6.A+C- 必須換相才能實現(xiàn)磁場的旋轉(zhuǎn)。必須換相才能實現(xiàn)磁場的旋轉(zhuǎn)。 在無刷電機中，根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的位置實現(xiàn)換相。在無刷電機中，根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的位置實現(xiàn)換相。 要想根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的位置換相，

9、就必須知道轉(zhuǎn)子磁極的位置。要想根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的位置換相，就必須知道轉(zhuǎn)子磁極的位置。 并不需要連續(xù)的位置信息，僅知道換相點的位置即可。并不需要連續(xù)的位置信息，僅知道換相點的位置即可。 在在BLDC中，一般采用中，一般采用3個開關(guān)型霍爾傳感器測量轉(zhuǎn)子的位置。個開關(guān)型霍爾傳感器測量轉(zhuǎn)子的位置。 由其輸出的由其輸出的3位二進制編碼去控制逆變器中位二進制編碼去控制逆變器中6個功率管的導通個功率管的導通實現(xiàn)換相。實現(xiàn)換相。5.2、無刷直流電動機工作原理、無刷直流電動機工作原理直流無刷伺服電機開關(guān)型霍爾傳感器開關(guān)型霍爾傳感器 霍爾元件霍爾元件+信號處理電路信號處理電路=霍爾傳感器霍爾傳感器 利用霍爾效應(yīng)，當施

10、加的磁場達到利用霍爾效應(yīng)，當施加的磁場達到“動作點動作點”時，時，OC門輸出門輸出低電壓，稱這種狀態(tài)為低電壓，稱這種狀態(tài)為“開開”; 當施加磁場達到當施加磁場達到“釋放點釋放點” 使使OC門輸出高電壓稱其為門輸出高電壓稱其為“關(guān)關(guān)” 施密特觸發(fā)器通過引入施密特觸發(fā)器通過引入“磁場門限磁場門限”消除振蕩現(xiàn)象。消除振蕩現(xiàn)象。直流無刷伺服電機 如果將一只霍爾傳感器安裝在靠近轉(zhuǎn)子的位置，當轉(zhuǎn)子如果將一只霍爾傳感器安裝在靠近轉(zhuǎn)子的位置，當轉(zhuǎn)子N極靠極靠近霍爾傳感器即磁感應(yīng)強度達到一定值時，其輸出是導通狀態(tài)；近霍爾傳感器即磁感應(yīng)強度達到一定值時，其輸出是導通狀態(tài)； 導通狀態(tài)保持直到電機旋轉(zhuǎn)使得導通狀態(tài)保持

11、直到電機旋轉(zhuǎn)使得S極靠近霍爾傳感器并達到一極靠近霍爾傳感器并達到一定值時，其輸出才翻轉(zhuǎn)為截止狀態(tài)。定值時，其輸出才翻轉(zhuǎn)為截止狀態(tài)。 在在S-N交替變化磁場下，傳感器輸出波形占高、低電平各占交替變化磁場下，傳感器輸出波形占高、低電平各占50%。 如果轉(zhuǎn)子是一對極，則電機旋轉(zhuǎn)一周霍爾傳感器輸出一個周期如果轉(zhuǎn)子是一對極，則電機旋轉(zhuǎn)一周霍爾傳感器輸出一個周期的電壓波形，如果轉(zhuǎn)子是兩對極，則輸出兩個周期的電壓波形。的電壓波形，如果轉(zhuǎn)子是兩對極，則輸出兩個周期的電壓波形。無刷電機中霍爾傳感器輸出波形及編碼無刷電機中霍爾傳感器輸出波形及編碼直流無刷伺服電機霍爾傳感器間隔霍爾傳感器間隔120度時的輸出波形及編

12、碼度時的輸出波形及編碼 直流無刷電機中一般安裝3個霍爾傳感器，間隔120度或60度按圓周分布。 如果間隔120度，則3個霍爾傳感器的輸出波形相差120度 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180度后轉(zhuǎn)子磁極極性轉(zhuǎn)換，因此輸出信號中高、低電平各占180度。 如果規(guī)定輸出信號高電平為“1”，低電平為“0”，則輸出的三個信號可用3位二進制編碼表示。 每60度編碼改變一次。直流無刷伺服電機霍爾傳感器間隔霍爾傳感器間隔60度時的輸出波形及編碼度時的輸出波形及編碼 如果3個霍爾開關(guān)間隔60度，則輸出波形相差60度電角度。 間隔120度與60度的二進制編碼是不同的。但也是每60度電角度，編碼改變一次，輸出信號中高、低電平各占180度

13、。111 110 100 000 001 011 111 110ABC直流無刷伺服電機多對轉(zhuǎn)子磁極時霍爾傳感器的輸出波形及編碼多對轉(zhuǎn)子磁極時霍爾傳感器的輸出波形及編碼 當轉(zhuǎn)子為兩對磁極時，如轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周即360度機械角度時霍爾傳感器輸出兩個周波即720度電角度。 機械角度是指電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度,由m表示； 電角度是指磁場的旋轉(zhuǎn)角度，由e表示。 當轉(zhuǎn)子為一對極時， m=e；當轉(zhuǎn)子為n對極時， nm=e 。 例如，所示的BLDC 電機轉(zhuǎn)子有兩對磁極， 3個霍爾開關(guān)間隔60度。兩周電氣旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于一周機械旋轉(zhuǎn)。直流無刷伺服電機 換相過程換相過程假定定子繞組為假定定子繞組為3相，轉(zhuǎn)子為相，轉(zhuǎn)子為2對極，

14、對極，3個霍爾傳感器間隔個霍爾傳感器間隔 60度按圓周分布，由度按圓周分布，由6只晶體管組成的逆變器給電機供電。只晶體管組成的逆變器給電機供電。從霍爾傳感器輸出的二進制編碼控制6個功率管的導通，可由邏輯電路實現(xiàn)，也可由軟件編程實現(xiàn)。 1.A+C- 2.A+B- 3.C+ B- 4.C+A- 5.B+A- 6. B+C- 直流無刷伺服電機5.3、力矩和速度的控制、力矩和速度的控制 當電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由電磁感應(yīng)當電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由電磁感應(yīng)定律分別在三相定子繞組中產(chǎn)生定律分別在三相定子繞組中產(chǎn)生三個反電勢。三個反電勢。 反電勢的大小取決于反電勢的大小取決于3個因素：個因素：轉(zhuǎn)子的角速度、由轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)

15、生轉(zhuǎn)子的角速度、由轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生的磁場和定子繞組的匝數(shù)。的磁場和定子繞組的匝數(shù)。 Ea=Eb=Ec=Ke 永磁無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子磁極永磁無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子磁極經(jīng)專門的磁路設(shè)計，可獲得梯形經(jīng)專門的磁路設(shè)計，可獲得梯形波的波的氣隙磁場氣隙磁場，定子采用集中整，定子采用集中整距繞組，因而距繞組，因而感應(yīng)的反電動勢也感應(yīng)的反電動勢也是梯形波是梯形波的。的。 由逆變器提供與反電動勢嚴格同由逆變器提供與反電動勢嚴格同相的方波電流。相的方波電流。直流無刷伺服電機n從功率平衡的角度考慮從功率平衡的角度考慮T=EaIa+EbIb+EcIc又因為又因為E=Ke,且在所有的時間且在所有的時間都只有兩相繞組流過相同

16、電流，都只有兩相繞組流過相同電流， T=2KeIa可見，力矩與定子繞組電流成正可見，力矩與定子繞組電流成正比，改變電流即改變力矩。比，改變電流即改變力矩。特點：特點：定子電流為方波，反電動勢為梯形波，且在每半個周期定子電流為方波，反電動勢為梯形波，且在每半個周期內(nèi)，方波電流的持續(xù)時間為內(nèi)，方波電流的持續(xù)時間為120電角度，梯形波反電動勢的電角度，梯形波反電動勢的平頂部分也為平頂部分也為120電角度，兩者應(yīng)嚴格同步。電角度，兩者應(yīng)嚴格同步。直流無刷伺服電機定子磁勢和轉(zhuǎn)子磁勢的角度關(guān)系定子磁勢和轉(zhuǎn)子磁勢的角度關(guān)系 按照電機統(tǒng)一規(guī)律，必須保證按照電機統(tǒng)一規(guī)律，必須保證s-r為為90度，才能取得最大度

17、，才能取得最大轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩。 因旋轉(zhuǎn)磁場是因旋轉(zhuǎn)磁場是60度增量，看來無法實現(xiàn)這個關(guān)系。度增量，看來無法實現(xiàn)這個關(guān)系。 但通過適當?shù)陌才趴蓪崿F(xiàn)平均但通過適當?shù)陌才趴蓪崿F(xiàn)平均90度的關(guān)系。度的關(guān)系。 如果每一步都使離轉(zhuǎn)子磁極如果每一步都使離轉(zhuǎn)子磁極120度的定子磁勢所對應(yīng)的繞組度的定子磁勢所對應(yīng)的繞組導通，并且當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過導通，并且當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過60度后換相，如此重復(fù)每一步，則度后換相，如此重復(fù)每一步，則可使定子磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢相差可使定子磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢相差60-120度，平均度，平均90度。度。直流無刷伺服電機 轉(zhuǎn)子總是朝著著能使轉(zhuǎn)子總是朝著著能使s-r減小的方向運動減小的方向運動, 一直延續(xù)到一直延續(xù)

18、到下一次換相瞬間下一次換相瞬間. 即轉(zhuǎn)子從即轉(zhuǎn)子從s-r為為120一直運動到一直運動到s-r為為60, 然后定子電流換相然后定子電流換相, 定子繞組的磁動勢向前步定子繞組的磁動勢向前步進進60. 結(jié)果結(jié)果s-r又變?yōu)橛肿優(yōu)?20, 接著轉(zhuǎn)子又朝接著轉(zhuǎn)子又朝s-r減減小的方向運動小的方向運動, 如此反復(fù)如此反復(fù), 就產(chǎn)生了定子磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢就產(chǎn)生了定子磁勢與轉(zhuǎn)子磁勢相差相差60-120度，平均度，平均90度的關(guān)系。度的關(guān)系。5.3、力矩和速度的控制、力矩和速度的控制直流無刷伺服電機力矩的波動 換相轉(zhuǎn)矩脈動：換相轉(zhuǎn)矩脈動：每次換相時，由于繞組電感的作用電流不每次換相時，由于繞組電感的作用電流不能突

19、變，電流的過渡過能突變，電流的過渡過 程程 產(chǎn)生力矩波動。產(chǎn)生力矩波動。 由于轉(zhuǎn)矩存在波動，限制了它在對速度變化比較敏感的場由于轉(zhuǎn)矩存在波動，限制了它在對速度變化比較敏感的場合的應(yīng)用。但當速度較高時，負載的轉(zhuǎn)動慣量會對此產(chǎn)生合的應(yīng)用。但當速度較高時，負載的轉(zhuǎn)動慣量會對此產(chǎn)生平滑作用。平滑作用。直流無刷伺服電機速度的控制無刷直流電機和有刷直流無刷直流電機和有刷直流電機相似，改變定子繞組電機相似，改變定子繞組電壓的幅值即能改變電機電壓的幅值即能改變電機速度。速度。但無刷直流電動機與永磁但無刷直流電動機與永磁交流同步電機一樣，實質(zhì)交流同步電機一樣，實質(zhì)上是一種同步電動機。上是一種同步電動機。表面上通

20、過改變電壓控制表面上通過改變電壓控制速度，實際上速度，實際上通過改變力通過改變力矩改變電機速度，使霍爾矩改變電機速度，使霍爾傳感器發(fā)出的編碼信號傳感器發(fā)出的編碼信號 改變改變 逆變器換相的速度，逆變器換相的速度，從而改變電機的供電頻率，從而改變電機的供電頻率，保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻率保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻率同步。同步。因此是通過電壓和頻率的因此是通過電壓和頻率的協(xié)調(diào)來控制轉(zhuǎn)速。協(xié)調(diào)來控制轉(zhuǎn)速。直流無刷伺服電機速度的控制 從電動機本身看，它是一臺同步電動機，但是如果把它和從電動機本身看，它是一臺同步電動機，但是如果把它和逆變器逆變器 、轉(zhuǎn)子位置檢測器、轉(zhuǎn)子位置檢測器 合起來看，就象是一臺直流電合起來

21、看，就象是一臺直流電動機。動機。 直流電機電樞里面的電流本來就是交變的，只是經(jīng)過換向直流電機電樞里面的電流本來就是交變的，只是經(jīng)過換向器和電刷才在外部電路表現(xiàn)為直流。器和電刷才在外部電路表現(xiàn)為直流。無刷直流電動機無刷直流電動機逆變逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測器替代機械式換向器和電刷。器和轉(zhuǎn)子位置檢測器替代機械式換向器和電刷。 歷史上歷史上無刷直流電動機有過交流伺服電機、梯形波交流伺無刷直流電動機有過交流伺服電機、梯形波交流伺服電機、無刷直流電機等多種稱呼。服電機、無刷直流電機等多種稱呼。直流無刷伺服電機 永磁交流同步電機也是通過傳感器檢測電機位置，從而改永磁交流同步電機也是通過傳感器檢測電機位置，從而

22、改變變dq坐標系的旋轉(zhuǎn)速度也即電壓頻率坐標系的旋轉(zhuǎn)速度也即電壓頻率(磁場旋轉(zhuǎn)速度）來磁場旋轉(zhuǎn)速度）來改變電機速度的。改變電機速度的。 控制系統(tǒng)也和控制系統(tǒng)也和DC系統(tǒng)一樣，要求不高時，可采用開環(huán)調(diào)系統(tǒng)一樣，要求不高時，可采用開環(huán)調(diào)速，要求較高時可采用速度回路和電流回路改善性能。速，要求較高時可采用速度回路和電流回路改善性能。 無論是開環(huán)還是閉環(huán)系統(tǒng)，都必須具備轉(zhuǎn)子位置檢測、發(fā)無論是開環(huán)還是閉環(huán)系統(tǒng)，都必須具備轉(zhuǎn)子位置檢測、發(fā)出換相信號、調(diào)速時對直流電壓的出換相信號、調(diào)速時對直流電壓的PWM控制等基本功能?？刂频然竟δ?。速度的控制直流無刷伺服電機BLDC電機的速度-力矩特性曲線 在連續(xù)工作區(qū)，

23、電機可被加載直至額定轉(zhuǎn)矩在連續(xù)工作區(qū)，電機可被加載直至額定轉(zhuǎn)矩Tr. 在電機起停階段，需要額外的力矩克服負載慣性。這時可在電機起停階段，需要額外的力矩克服負載慣性。這時可使其短時工作在短時工作區(qū)，只要其不超過電機峰值力矩使其短時工作在短時工作區(qū)，只要其不超過電機峰值力矩Tp且在特性曲線之內(nèi)即可。且在特性曲線之內(nèi)即可。直流無刷伺服電機5.4、PWM控制技術(shù) 為了使為了使BLDC 電機速度可變，必須在繞組的兩端加可變電電機速度可變，必須在繞組的兩端加可變電壓。壓。 利用利用PWM控制技術(shù)，通過控制控制技術(shù)，通過控制PWM 信號的不同占空比，信號的不同占空比，則繞組上平均電壓可以被控制，從而控制電機

24、轉(zhuǎn)速和力矩。則繞組上平均電壓可以被控制，從而控制電機轉(zhuǎn)速和力矩。 在控制系統(tǒng)中采用在控制系統(tǒng)中采用DSP或單片機時，可利用器件中的或單片機時，可利用器件中的PWM產(chǎn)生模塊產(chǎn)生產(chǎn)生模塊產(chǎn)生PWM波形。波形。 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路路PWM信號，加到信號，加到6個功率管上。個功率管上。直流無刷伺服電機例：由例：由dsPIC30F2010的的PWM 模塊產(chǎn)生模塊產(chǎn)生PWM信號的機制信號的機制直流無刷伺服電機 當下橋臂的功率管由導通到關(guān)斷時，上橋臂的功當下橋臂的功率管由導通到關(guān)斷時，上橋臂的功率管延時一段時間再由關(guān)斷到導通，以防止橋臂率管延時一段時間再由關(guān)

25、斷到導通，以防止橋臂直通。直通。 這個延時時間稱為這個延時時間稱為”死區(qū)死區(qū)”。 死區(qū)可通過編程改變。死區(qū)可通過編程改變。5.4、PWM控制技術(shù)直流無刷伺服電機 MCPWM的的PWM時基模塊中有一個專用的時基模塊中有一個專用的16位位PTMR計計數(shù)器和一個數(shù)器和一個PTPER 數(shù)字寄存器，數(shù)字寄存器，PTMR對定時時鐘計數(shù)，對定時時鐘計數(shù)，PTPER中置入的數(shù)字確定了中置入的數(shù)字確定了PWM信號的周期。信號的周期。PTMR計計數(shù)器啟動計數(shù)后，其計數(shù)值與數(shù)器啟動計數(shù)后，其計數(shù)值與PTPER中置入的數(shù)字值比中置入的數(shù)字值比較，兩者一致時，就輸出一個周期的較，兩者一致時，就輸出一個周期的PWM信號。

26、改變信號。改變PTPER的值，就可以方便的改變計數(shù)的周期，這樣就可的值，就可以方便的改變計數(shù)的周期，這樣就可以以改變改變PWM波形的頻率。波形的頻率。 PWM 發(fā)生器中發(fā)生器中PDC數(shù)字寄存器中置入的數(shù)字確定了數(shù)字寄存器中置入的數(shù)字確定了PWM信號的占空比。比較器將設(shè)定的比較值信號的占空比。比較器將設(shè)定的比較值PDC*與與PTMR計數(shù)值相比較，產(chǎn)生計數(shù)值相比較，產(chǎn)生PWM波形的跳變。只要實時波形的跳變。只要實時PDC*的值，就可以改變單位周期內(nèi)高電平或者低電平的的值，就可以改變單位周期內(nèi)高電平或者低電平的脈沖寬度，脈沖寬度，產(chǎn)生占空比可調(diào)的產(chǎn)生占空比可調(diào)的PWM波形波形。 通過占空比比較產(chǎn)生的三個輸出將被分別傳輸給死區(qū)置入通過占空比比較產(chǎn)生的三個輸出將被分別傳輸給死區(qū)置入及輸出寄存器，可以在高電平變低與低電平變高之間插入及輸出寄存器，可以在高電平變低與低電平變高之間插入一段死區(qū)。以防止輸出驅(qū)動器發(fā)生意外的直通現(xiàn)象。一段死區(qū)。以防止輸出驅(qū)動器發(fā)生意外的直通現(xiàn)象。 特殊函數(shù)寄存器特殊函數(shù)寄存器OVDCOND中的各位中的各位 直接控制直接控制6個個PWM輸出通道。當位為輸出通道。當位為1時，已建立的占空比信號出現(xiàn)在該位時，已建立的占空比信號出現(xiàn)在該位所對應(yīng)的輸出通道上，當位為所對應(yīng)的輸出通道上，當位為0時，其輸出