直流无刷电机的控制原理.docx

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1、直流无刷电机的控制原理直流电机是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。直流无刷电机的控制原理：要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体

2、管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时，控制部又再开启下一组功率晶体管，如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管);要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。基本上功率晶体管的开法可举例如下：AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL一组→BH、A

3、L一组→CH、AL一组→CH、BL一组，但绝不能开成AH、第1页AL或BH、BL或CH、CL。此外因子零件有开关的响，所以功率晶体管在关与开的交要将零件的响考去，否当上臂(或下臂)尚未完全关，下臂(或上臂)就已开启，果就造成上、下臂短路而使功率晶体管。当机起来，控制部会再根据器定的速度及加/减速率所成的命令(Command)与hall-sensor信号化的速度加以比(或由件运算)再来决定由下一(AH、BL或AH、CL或BH、CL或⋯⋯)开关通，以及通短。速度不开，速度减短，此部份工作就由PW

4、M来完成。PWM是决定机速快或慢的方式，如何生的PWM才是要达到精准速度控制的核心。高速的速度控制必考到系的CLOCK分辨率是否足以掌握理件指令的，另外于hall-sensor信号化的料存取方式也影响到理器效能与判定正确性、性。至于低速的速度控制尤其是低速起因回的hall-sensor信号化得更慢，怎取信号方式、理机以及根据机特性适当配置控制参数就得非常重要。或者速度回改以encoder化参考，使信号分辨率增加以期得到更佳的控制。机能运而且响良好，P.I.D.控制的恰当与否也无法忽。之前提到直流无第2页刷电机是

5、闭回路控制，因此回授信号就等于是告诉控制部现在电机转速距离目标速度还差多少，这就是误差(Error)。知道了误差自然就要补偿，方式有传统的工程控制如P.I.D.控制。但控制的状态及环境其实是复杂多变的，若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的工程控制能完全掌握，所以模糊控制、专家系统及神经网络也将被纳入成为智能型P.I.D.控制的重要理论。第3页