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將無(wú)傳感器BLDC 電機控制引入低成本應用
作者：
時(shí)間：2016-12-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖2：反電動(dòng)勢過(guò)零
利用幾個(gè)配置為比較器的運放，可輕松實(shí)現該方法。但是，該方法中存在幾個(gè)問(wèn)題。首先，反電動(dòng)勢通常小于VBUS，因此過(guò)零事件不一定發(fā)生在VBUS/2。此外，每相的特性可能不同，因此一個(gè)相的過(guò)零反電動(dòng)勢電壓可能與其他相的過(guò)零反電動(dòng)勢電壓不同。最后，這個(gè)過(guò)于簡(jiǎn)單的檢測方法會(huì )導致檢測的反電動(dòng)勢信號出現正負相移。
在實(shí)際電機中，過(guò)零閾值電壓變化很大。幸運的是，這個(gè)變化的閾值電壓等于電機中性點(diǎn)電壓，因為電機中性點(diǎn)是全部三相反電動(dòng)勢的平均值。因此，只要任一相的反電動(dòng)勢等于電機的中性點(diǎn)，就會(huì )發(fā)生過(guò)零事件且控制器需要換向。這可以通過(guò)電阻和運放完成，或者使用控制器自身的ADC模塊和軟件實(shí)現。利用可編程控制器（如dsPIC DSC），每相的反電動(dòng)勢都可以使用ADC模塊采樣，并且利用三個(gè)反電動(dòng)勢信號的平均值可輕松使用軟件重建中性點(diǎn)。隨后，軟件可將該值與檢測到的三相的反電動(dòng)勢進(jìn)行比較，并檢測過(guò)零事件何時(shí)發(fā)生。發(fā)生過(guò)零事件后，控制器使電機換向，然后整個(gè)過(guò)程重復執行。因此，通過(guò)使用電機的反電動(dòng)勢和檢測過(guò)零，可從系統中除去傳感器，同時(shí)保持相同的性能水平。
在實(shí)際系統中，無(wú)傳感器運行方式還會(huì )遇到其他困難。首先，在低速運行時(shí)，反電動(dòng)勢非常小，很難檢測到。因此，在電機開(kāi)始快速旋轉，快到產(chǎn)生足夠大的反電動(dòng)勢以在無(wú)傳感器模式下運行前，控制器必須猜測轉子位置?？绍浖幊痰目刂破魇瓜到y啟動(dòng)方式可根據特定應用進(jìn)行調整，從而減少此問(wèn)題的影響。另一個(gè)問(wèn)題是MOSFET的開(kāi)關(guān)噪聲。由于MOSFET通過(guò)開(kāi)關(guān)操作來(lái)更改每相的電壓，這會(huì )將噪聲引入到由控制器ADC模塊檢測的反電動(dòng)勢中。需要過(guò)濾掉這種噪聲，以精確重建每相的反電動(dòng)勢。DSC的處理器內建DSP引擎，可輕松處理實(shí)現數字濾波和消除開(kāi)關(guān)噪聲所需的計算。其他挑戰來(lái)自特定設計的特性。但是，使用可軟件編程的控制器通常會(huì )使這些挑戰更容易解決，就像本文提及的兩個(gè)問(wèn)題的解決方案一樣。
通過(guò)示例進(jìn)行研究和實(shí)驗使得學(xué)習新技術(shù)更為容易。專(zhuān)為無(wú)傳感器BLDC控制定制的開(kāi)發(fā)工具大大簡(jiǎn)化了學(xué)習過(guò)程并加快了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。過(guò)去，利用開(kāi)發(fā)工具學(xué)習需要付出昂貴的金錢(qián)和時(shí)間成本。市場(chǎng)上的新工具正在改變這一局面。例如Microchip的電機控制入門(mén)工具包，其成本低于100美元，而且包括詳細的應用筆記、示例軟件和硬件原理圖（見(jiàn)圖3）。電機控制器供應商（包括Microchip）通常會(huì )在其網(wǎng)站上提供免費的軟件和硬件文件，使學(xué)習過(guò)程更輕松。
圖3：低成本無(wú)傳感器BLDC開(kāi)發(fā)工具包
總之，無(wú)傳感器BLDC控制允許從系統中除去傳感器及相關(guān)接線(xiàn)。利用新的開(kāi)發(fā)工具和電機控制器，學(xué)習如何將無(wú)傳感器控制添加到系統中比以往更容易。電機控制器供應商的應用筆記詳細介紹了無(wú)傳感器算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并提供示例軟件對理論進(jìn)行補充。過(guò)去售價(jià)數百美元的開(kāi)發(fā)工具現在不到100美元，而且實(shí)現無(wú)傳感器電機控制算法所需的硅器件批量訂購時(shí)的單價(jià)現在也僅約1美元。隨著(zhù)電子電機市場(chǎng)的持續增長(cháng)，對BLDC電機系統的需求也將增長(cháng)且成本壓力將上升。無(wú)傳感器技術(shù)正率先滿(mǎn)足這些新需求。 本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/331258.htm
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