无刷直流电机控制方案简介.ppt

《无刷直流电机控制方案简介.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无刷直流电机控制方案简介2010年12月20日一、电机内部结构分析下图为无刷直流电机内部绕线图二、带位置传感器的驱动电路及方案学无刷直流电路首先要从带位置传感器的电机入手，从中弄清六路信号的驱动时序，然后设计转子位置检测电路，省去位置传感器，最后解决无位置传感器的启动问题所以，整个过程可以概括为以下几个步骤：1、带位置传感器电机的控制电路设计2、驱动时序设计→正常带动电机3、位置检测电路设计→和霍尔位置传感器信号对应4、采用无位置传感器的启动问题带位置传感器的控制电路方案如上图所示，上电后，电机霍尔传感器将给出电机转置位置的电平信号，单片机识别

2、该信号，并按照驱动时序，给出相应的驱动信号，该驱动信号通过IR2130驱动放大后直接驱动6路MOS管。其驱动时序如下所示：但是以上为理论上的时序图，在实际电路中，我们利用了自举驱动上管的工作方式，这样就必须要求上管不能一直直通，而是上下管交替导通，从而让自举电容有一个充电时间。上下管交替导通的另一个好处就是方便调速，设定上下管为交替导通的PWM波，只需改便PWM波的占空比便可以起到调压调速的作用。实际工作波形如下：元器件选型本控制器中有两个地方的元器件的选型非常关键，它们决定了控制器的最大功率。1、MOS选型，它直接决定了控制器的功率，本控制器

3、按100W，10A设计，并留有一部分裕量，我们选用了IRF3205,其最大电流为110A，耐压55V，功率为200W，开关时间在150ns以内，之所以选用110A的MOS管做10A的控制器是因为MOS管工作在开关状态，开关损耗发热远大于直通时的损耗。IRF3205开关速度快，可大大减小开关损耗。2、过流保护为了提高本控制器的性能，我们利用驱动芯片内部的过流保护管脚设计了过流保护功能，这使的控制器能在发生过流，短路，电机卡死等情况下快速关断输出，将回路中电流限制在设定的电流以下，从而达到保护电机及控制器的作用。本电路的过流保护值（设定的回路最大电

4、流值）可根据控制器功率而改动，它的值对控制器的功率起到一个限制作用，如我们的控制器为10A，在启动瞬间电流可达20A，我们便设定保护电流为20A，电流采样电阻（0.05ohm）上的压降最大为1V，而驱动芯片设定的保护比较电压为0.5V，我们通过改变分压电阻R2的值，使得达到保护后，过流保护输入引脚电压恰好为0.5V所以，对不同功率等级的控制器，只需改变MOS管及过流保护的分压电阻R2即可，其它电路不用改变。无位置传感器在完成以上工作后便可进一步对控制器进行改善，通过无刷电机的三线的线电压反电动势来完成对转子位置的检测，检测出来的线电压过零点也就

5、是转子换相信号，正确得到该信号后再跟原霍尔传感器的信号进行对比，做到无误差或误差在30度电角度以内时便可由该位置信检测电路取代原霍尔传感器。其原理图如下：检测波形示意图：无位置传感器的启动问题无位置传感器在启动时无法得到线反电动势，也就不能获取过零点转子位置信号，这样正常启动电机就是一个难点。我们采用了三步启动方法：①预定位：先驱动MOS管Q1和Q6,使转子转到一确定位置，然后再驱动MOS管Q1和Q2，经过两次预定位后，可确保转子在我们设定的位置。②升压升频驱动：在这一个程中，我们按照电机正常转动的频率进行驱动MOS管，不同的是在此过程我们不对

6、位置信号进行检测，而是按我们设定的换向时间进行换向，在这个过程中，不断提高驱动点占空比（提高相电压），同时不断减小换向时间（提高换向频率）。当达到一定程度后，便可检测到电机位置信号。③当检测到位置信号后，便可以切换到正常工作模式。谢谢！